mimo空間多路復(fù)用與信道建模-畢業(yè)論文外文翻譯

1、1附件附件1：外文資料翻譯譯文：外文資料翻譯譯文7mimomimo：空間多路復(fù)用與信道建模：空間多路復(fù)用與信道建模本書(shū)我們已經(jīng)看到多天線(xiàn)在無(wú)線(xiàn)通信中的幾種不同應(yīng)用。在第3章中，多天線(xiàn)用于提供分集增益，增益無(wú)線(xiàn)鏈路的可靠性，并同時(shí)研究了接受分解和發(fā)射分解，而且，接受天線(xiàn)還能提供功率增益。在第5章中，我們看到了如果發(fā)射機(jī)已知信道，那么多采用多幅發(fā)射天線(xiàn)通過(guò)發(fā)射波束成形還可以提供功率增益。在第6章中，多副發(fā)射天線(xiàn)用于生產(chǎn)信道波動(dòng)，滿(mǎn)足機(jī)會(huì)通信

2、技術(shù)的需要，改方案可以解釋為機(jī)會(huì)波束成形，同時(shí)也能夠提供功率增益。這章以及接下來(lái)的幾章將研究一種利用多天線(xiàn)的新方法。我們將會(huì)看到在合適的信道衰落條件下，同時(shí)采用多幅發(fā)射天線(xiàn)和多幅接收天線(xiàn)可以提供用于通信的額外的空間維數(shù)并產(chǎn)生自由度增益，利用這些額外的自由度可以將若干數(shù)據(jù)流在空間上多路復(fù)用至MIMO信道中，從而帶來(lái)容量的增加：采用n副發(fā)射天線(xiàn)和接受天線(xiàn)的這類(lèi)MIMO信道的容量正比于n。過(guò)去一度認(rèn)為在基站采用多幅天線(xiàn)的多址接入系統(tǒng)允許若干個(gè)

3、用戶(hù)同時(shí)與基站通信，多幅天線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)不同用戶(hù)信號(hào)的空間隔離。20世紀(jì)90年代中期，研究人員發(fā)現(xiàn)采用多幅發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的效應(yīng)，即使當(dāng)發(fā)射天線(xiàn)相距不遠(yuǎn)時(shí)也是如此。只要散射環(huán)境足夠豐富，使得接受天線(xiàn)能夠?qū)?lái)自不同發(fā)射天線(xiàn)的信號(hào)分離開(kāi)，該結(jié)論就成立。我們已經(jīng)了解到了機(jī)會(huì)通信技術(shù)如何利用信道衰落，本章還會(huì)看到信道衰落對(duì)通信有益的另一例子。將機(jī)會(huì)通信與MIMO技術(shù)提供的性能增益的本質(zhì)進(jìn)行比較和對(duì)比是非常的有遠(yuǎn)見(jiàn)的。機(jī)會(huì)通

4、信技術(shù)主要提供功率增益，改功率增益在功率受限系統(tǒng)的低信噪比情況下相當(dāng)明顯，但在寬帶受限系統(tǒng)的高信噪比情況下則很不明顯。正如我們將看到的，MIMO技術(shù)不僅能夠提供功率增益，還可以提供自由度增益，因此，MIMO技術(shù)成為在高信噪比情況下大幅度增加容量的主要工具。MIMO通信是一個(gè)內(nèi)容非常豐富的主題，對(duì)它的研究將覆蓋本書(shū)其余章節(jié)。本章集中研究能夠?qū)崿F(xiàn)空間多路復(fù)用的物理環(huán)境的屬性，并闡明如何在MIMO統(tǒng)計(jì)信道模型中簡(jiǎn)明扼要地俘獲這些屬性。具體分析

5、過(guò)程如下：首先通過(guò)容量分析，明確確定確定性MIMO信道多路復(fù)用容量的關(guān)鍵參數(shù)，之后介紹一系列MIMO物理信道，評(píng)估其空間多路復(fù)用性能；根據(jù)這些實(shí)例的結(jié)果，我們認(rèn)為在角域?qū)IMO信道進(jìn)行建模是非常自然地，同時(shí)討論了基于該方法的統(tǒng)計(jì)模型。本章采用的方法與第2章的方法是平行的，第2章就是從多徑無(wú)線(xiàn)信道的幾個(gè)理想實(shí)例著手進(jìn)行分析，從中了解了基本物理現(xiàn)象，進(jìn)而研究更適用于通信方案設(shè)計(jì)與性能分析的統(tǒng)計(jì)衰落模型。實(shí)際上，在特定的信道建模技術(shù)中，我們

6、將會(huì)看到大量的類(lèi)似方法。我們貫穿始終的研究焦點(diǎn)是平坦衰落MIMO信道，但也可以直接擴(kuò)展到頻率選擇性MIMO信道，這方面的內(nèi)容會(huì)在習(xí)題中加以介紹。7.17.1確定性確定性mimomimo信道的多路復(fù)用容量信道的多路復(fù)用容量包括nt副發(fā)射天線(xiàn)和nt接受天線(xiàn)的窄帶時(shí)不變無(wú)線(xiàn)信道可以用一個(gè)ntnt階確定性矩陣H描述，H具有哪些決定信道空間多路復(fù)用容量的重要屬性呢？我們通過(guò)對(duì)信道容量的分析來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。7.1.17.1.1通過(guò)奇異值分解分析容量

7、通過(guò)奇異值分解分析容量時(shí)不變信道可以表示為：y=HxHxw_37.27.2MIMOMIMO信道的物理建模信道的物理建模通過(guò)本節(jié)的內(nèi)容我們將了解到MIMO信道的空間多路復(fù)用性能對(duì)于物理環(huán)境的依賴(lài)程度，為此，我們將研究一系列理想化實(shí)例并分析騎信道矩陣的秩和條件數(shù)，這些確定性實(shí)例同時(shí)表明了下一節(jié)中討論的MIMO信道統(tǒng)計(jì)建模的常規(guī)方法。具體地講，本節(jié)的討論局限于均勻線(xiàn)性天線(xiàn)陣列，即天線(xiàn)一均勻的間隔分布于一條直線(xiàn)上，分析的細(xì)節(jié)取決于特定的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)

8、，但是我們要表達(dá)的概念于此無(wú)關(guān)。7.2.17.2.1視距視距SIMOSIMO信道信道最簡(jiǎn)單的SIMO信道只有一條視距信道（如下所示），圖中為不存在任何反射體和散射體的自由空間，并且各天線(xiàn)對(duì)之間僅存在直接信號(hào)路徑，天線(xiàn)間隔為，其中為載波波長(zhǎng)，為歸一化接受天線(xiàn)間隔，即歸一化為載波波長(zhǎng)的單位，天線(xiàn)陣列的尺寸比發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離小得多。發(fā)射天線(xiàn)與第i副接受天線(xiàn)之間信道的連續(xù)時(shí)間沖激響應(yīng)為：其中，di為發(fā)射天線(xiàn)與第i副接受天線(xiàn)之間的距離，c