60GHz毫米波無線通信系統(tǒng)調(diào)制及信道容量分析.pdf

1、60GHz毫米波無線通信系統(tǒng)因其無需許可即可使用的高達5～7GHz的帶寬和10W的傳輸功率被認(rèn)為是未來10年中最具前途的無線通信技術(shù)。60GHz頻率屬于毫米波范疇,頻率在30GHz到300GHz范圍內(nèi)的電磁波——毫米波由于其具備波長短、頻帶寬、可以有效地解決高速寬帶無線接入面臨的多種問題等優(yōu)點,因而在短距離無線通信中有著廣泛的應(yīng)用前景。60GHz系統(tǒng)的容量與性能的理論分析目前在全球范圍內(nèi)基本屬于空白狀態(tài),為了適應(yīng)通信時代發(fā)展的需求,研究

2、這一頻段的通信系統(tǒng)顯得意義重大。能夠預(yù)見在未來相當(dāng)長的一段時間內(nèi),60GHz無線通信系統(tǒng)由于能夠?qū)崿F(xiàn)超高速數(shù)據(jù)傳輸速率,對該領(lǐng)域的研究將會持續(xù)成為無線通信領(lǐng)域的研究熱點之一。
　　 對60GHz毫米波無線通信系統(tǒng)采用MPSK、MPAM和MPPM等調(diào)制方式,數(shù)據(jù)傳輸率很高,因此研究60GHz無線通信系統(tǒng)的調(diào)制方式和信道容量及性能對于各種60GHz應(yīng)用產(chǎn)品系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計開發(fā)具有極其重要的指導(dǎo)作用,對于更快地推動60GHz各種應(yīng)用的

3、實現(xiàn)具有巨大的促進作用。隨著60GHz無線通信系統(tǒng)各項關(guān)鍵技術(shù)的研究日益成熟,以及各種產(chǎn)品應(yīng)用的即將面世,人們越發(fā)需要掌握在實際使用環(huán)境下的60GHz無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和性能,以及影響系統(tǒng)容量和性能的各種因素及關(guān)鍵技術(shù)。
　　 本文的研究工作是首先:通過理論分析與推導(dǎo)得出離散無記憶信道,離散輸入、連續(xù)輸出信道和連續(xù)信道的信道容量計算公式,推導(dǎo)出香農(nóng)信道容量與傳輸距離的關(guān)系函數(shù)。
　　 然后:利用MPSK調(diào)制原理及高斯

4、信道的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出了系統(tǒng)在MPSK調(diào)制下信道容量(C)與信噪比(SNR),以及信道容量(C)與通信距離(D)之間的函數(shù)關(guān)系。利用Matlab進行仿真,得到不同調(diào)制進制下信道容量與通信距離,信道容量與信噪比的函數(shù)關(guān)系曲線。
　　 接著:分別利用MPPM和MPAM的調(diào)制原理及高斯信道的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出了系統(tǒng)在不同調(diào)制方式下信道容量與信噪比,以及信道容量與通信距離之間的函數(shù)關(guān)系。
　　 最后:通過對MPSK與MPAM信道容量性

5、能的比較,得出:在60G信道下常見的信噪比(-20dB和20dB之間)條件下,PSK調(diào)制信道容量大于PAM調(diào)制信道容量;對MPPM與MPAM的信道容量性能進行比較,得出:信噪比較高時,采用PPM比采用PAM的信道容量性能好,信噪比較低時,采用PAM比采用PPM的信道容量性能好。只有在短距離(一百米以內(nèi)),采用高進制(大于八進制)時,PPM性能才優(yōu)于PAM。
　　 研究過程中論文引入了美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)對于60GHZ無線