基于極化MIMO的電離層散射信道探測方案研究.pdf

1、信道測量是實現(xiàn)有效通信的重要手段和必要過程，有效的信道測量為實現(xiàn)通信提供了理論支撐，在特定環(huán)境的信道下設(shè)計不同的編碼方式能夠提高信道容量并且增加通信的可靠性。電離層散射通信因其在應(yīng)急通信、遠距離通信以及雷達通信中的重要作用而值得關(guān)注。然而電離層作為大氣層的高層，具有時變性、低信噪比特性，且散射體豐富，因而導致信道的傳輸環(huán)境很差，想要實現(xiàn)較高速率的傳輸，則需要對信道進行更加深入的研究。MIMO系統(tǒng)是近年來的研究熱點，由于電離層的信噪比、時

2、變性等條件，一般的陣列天線無法應(yīng)用，因此考慮以極化MIMO作為在電離層散射信道下傳輸?shù)姆桨浮?br>　　本文首先對電離層散射信道特性進行了介紹，信道的特性參數(shù)包括損耗和擴展，上述兩種特性是影響通信質(zhì)量的重要因素，對任何信道的測量研究主要是對上述特性的研究。電離層散射信道作為一個特殊信道，具有傳輸損耗大、多徑效應(yīng)以及多普勒擴展明顯等特性。在認識信道的基本特征的前提下，本文描述了信道特性的具體參數(shù)，包括大尺度參數(shù)以及小尺度參數(shù)，其中大尺度參

3、數(shù)包括中值電平、衰落門限等，小尺度參數(shù)包括時延功率譜、多普勒擴展等等，為后續(xù)的信道探測方案研究提供了理論基礎(chǔ)。
　　電離層散射信道為非線性信道，在該信道下要實現(xiàn)正確的測量與通信，則要求組幀信號為恒包絡(luò)信號，因而本文研究的極化MIMO信道測量使用基于CAZAC序列和Chirp序列的時分以及碼分幀結(jié)構(gòu)設(shè)計，時分結(jié)構(gòu)測量方案兩信道之間的影響小，類似于SIMO系統(tǒng)，時分結(jié)構(gòu)的設(shè)計主要是為了對信道交叉極化鑒別率進行測量，其在研究過程中是必不

4、可少的部分；碼分結(jié)構(gòu)對發(fā)送的碼字間的相關(guān)性要求較高，設(shè)計過程中尋找了兩種可能的幀結(jié)構(gòu)，并最終決定使用CAZAC與Chirp相結(jié)合的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計，同時兼具恒包絡(luò)性、良好的相關(guān)性以及低互相關(guān)性，降低了兩天線輻射信號間固有的相互影響。對于信道沖擊響應(yīng)提取算法進行了研究，并進行了各算法間的對比分析，綜合后決定使用SAGE算法作為沖擊響應(yīng)提取算法，利用該算法提取的信道響應(yīng)分析信道的各特征參數(shù)。并對極化MIMO信道的信道矩陣的計算進行了詳盡的分析和理