_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)院_電子與通信工程

1、 文本復(fù)制檢測(cè)報(bào)告單(全文標(biāo)明引文)檢測(cè)文獻(xiàn):作者:檢測(cè)范圍:21110233007_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)院_電子與通信工程徐凌偉 中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫 中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫/中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫中國專利全文數(shù)據(jù)庫 互聯(lián)網(wǎng)資源 英文數(shù)據(jù)庫(涵蓋期刊、博碩、會(huì)議的英文數(shù)據(jù)以及德國Springer、英國Taylor&Francis 臺(tái)學(xué)術(shù)文獻(xiàn)庫 優(yōu)先出版文獻(xiàn)庫互聯(lián)網(wǎng)文檔資源個(gè)人比對(duì)庫 1900-01-01至2013-03-24 期刊數(shù)據(jù)庫等)時(shí)間范圍:1 緒論 隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，尤其是多媒體技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在無線通信的傳

2、輸速率越來越不能滿足人們的要求，這種市場(chǎng)需求就刺激了寬帶無線通信的研究。所以，傳輸速率能夠達(dá)到數(shù)Gbps的高速無線通信系統(tǒng)不僅成為學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)1，產(chǎn)業(yè)界也對(duì)它的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究2。在這種市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，60GHz無線通信得以快速發(fā)展。高達(dá)7GHz的免許可帶寬和 10W的發(fā)射功率，是60GHz無線通信的優(yōu)勢(shì)，尤其在經(jīng)濟(jì)上，這極大的加快了研究和開發(fā)60GHz無線通信系統(tǒng)的進(jìn)程3,4。在未來的無線技術(shù)領(lǐng)域，傳輸速率能夠達(dá)到數(shù)Gbps的60GHz無線通信系統(tǒng)的研究將會(huì)是人們的研究熱點(diǎn)。 多輸入多輸出(MIMO，multiple-inputmultiple-output)技術(shù)作為一種無線通信技術(shù)

3、，已經(jīng)成為無線通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，尤其在信道建模和性能分析方面5，有了廣泛的學(xué)術(shù)成果。在無線通信系統(tǒng)中使用MIMO技術(shù)，不僅可以實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)率傳 - 1 - 1. 21110233007_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)院_電子與通信工程_第1部分總字?jǐn)?shù)：11673 文字復(fù)制比：12.1%(1414)(0) 1 60GHz無線通信系統(tǒng)時(shí)隙分配方案的研究 6.2% 胡玉聰(導(dǎo)師：周正;鄒衛(wèi)霞) - 北京郵電大學(xué)碩士論文- 2012-03-01 是否引證：否 2 60GHz脈沖無線通信系統(tǒng)的性能研究 5.6% 李娜(導(dǎo)師：張浩) - 中國海洋大學(xué)碩士論文- 2012-05-29 是否引證：否 原文內(nèi)容 總文

4、字復(fù)制比：17.7%去除引用文獻(xiàn)復(fù)制比：16.9%去除本人已發(fā)表文獻(xiàn)復(fù)制比：17.7% 單篇最大文字復(fù)制比：6.9% 重復(fù)字?jǐn)?shù)： 8611 總字?jǐn)?shù)： 48777單篇最大重復(fù)字?jǐn)?shù)： 3358 總段落數(shù)： 4前部重合字?jǐn)?shù)：1211疑似段落最大重合字?jǐn)?shù)：3342 疑似段落數(shù)：4后部重合字?jǐn)?shù)：7400疑似段落最小重合字?jǐn)?shù)：725 指標(biāo)：剽竊觀點(diǎn) 自我剽竊一稿多投過度引用整體剽竊重復(fù)發(fā)表剽竊文字表述 表格：0腳注與尾注：0 12.1%（1414） 21110233007_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)院_電子與通信工程_第1部分（總11673字） 6%（725）21110233007_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)

5、院_電子與通信工程_第2部分（總12057字） 23.2%（3130） 21110233007_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)院_電子與通信工程_第3部分（總13480字） 28.9%（3342） 21110233007_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)院_電子與通信工程_第4部分（總11567字） （注釋：無問題部分文字復(fù)制比部分引用部分） ADBD2013R_2013032412453120130324124718200556725776檢測(cè)時(shí)間：2013-03-24 12:47:18 輸，改善傳輸質(zhì)量，還可以提高系統(tǒng)容量，尤其在多徑衰落環(huán)境中，使用多個(gè)發(fā)送天線和接收天線，可以顯著提高系統(tǒng)的容量，改善無

6、線傳輸鏈路的質(zhì)量，卻沒有增加系統(tǒng)的帶寬6。 1.1 60GHz無線通信 1.1.1 60GHz無線通信的概述 60GHz無線通信技術(shù)憑借數(shù)Gbps的傳輸速率成為短距離高速傳輸中最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)，同時(shí)也成為未來無線技術(shù)領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。針對(duì)60GHz無線通信技術(shù)的傳輸優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景，下面我們就分別從這兩個(gè)方面進(jìn)行介紹。 傳輸優(yōu)勢(shì)： （1）帶寬大，傳輸速率高 60GHz無線通信技術(shù)可以使用5764GHz之間高達(dá)7GHz的帶寬，并且具有高達(dá)10W的發(fā)射功率。根據(jù)香農(nóng)定理，我們知道信道的數(shù)據(jù)傳輸速率與帶寬和功率成正比關(guān)系。所以，對(duì)于60GHz無線通信技術(shù)來說，數(shù)Gbps的高速數(shù)據(jù)通信是可以實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上

7、 ，它的數(shù)據(jù)傳輸率約為802.11n的80倍，超寬帶(Ultra-Wideband，UWB)的200倍7。 （2）保密性好，安全性高 60GHz頻段位于電磁波的氧吸收峰值。在60GHz附近，氧氣吸收電磁波的強(qiáng)度高達(dá)16dB/km，除此之外，在自由空間傳播時(shí) ，損耗可以達(dá)到20dB40dB/km3。隨著距離的增加，60GHz信號(hào)的能量會(huì)迅速衰減，不會(huì)對(duì)相鄰的無線通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。所以，60GHz無線通信具備很強(qiáng)的安全保密性和抗干擾性。 （3）傳輸指向性好 天線的傳輸指向性越好，同一空間中多條鏈路之間的干擾就能越大幅度的降低，提高系統(tǒng)性能。由于采用具有高度傳輸指向性的天線,能夠把大部分能量集中在4

8、.7度的波束范圍內(nèi)8,60GHz系統(tǒng)通過波束賦形技術(shù)在一定寬度的波束內(nèi)進(jìn)行通信.因此,60GHz無線信號(hào)具有很強(qiáng)的傳輸指向性，可以用在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無線通信。 （4）具有國際通用性和免許可性 自2000年以來，歐、美、日等國為了高速無線通信的研究，開放了帶寬達(dá)到7GHz的頻譜，我國開放的頻段為5964GHz,所以說，60GHz無線通信技術(shù)的國際通用性是非常好的。相對(duì)于其他通信技術(shù)，60GHz無線通信的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是：60GHz頻譜資源完全免費(fèi)，商業(yè)上可以免授權(quán)使用，降低了經(jīng)濟(jì)成本。因此眾多公司和研發(fā)團(tuán)體投入到對(duì)60GHz的研究中，說明了60GHz無線通信在商業(yè)上具有很大的競(jìng)爭(zhēng)力。 60GHz無線通信的應(yīng)用

9、前景 與其他的無線通信技術(shù)相比，60GHz無線通信技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：帶寬大、傳輸速率高、傳輸指向性好、保密性好等方面，受到越來越多的關(guān)注。在以下場(chǎng)景可以應(yīng)用60GHz無線通信技術(shù)： （1） 吉比特以太網(wǎng) 目前，采用IEEE 802.11n標(biāo)準(zhǔn)的WLAN能夠提供數(shù)百M(fèi)bps的數(shù)據(jù)傳輸速率2，不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的需求。60GHz無線通信技術(shù)提供了除 IEEE 802.11n之外的另一可選的良好傳輸方案。在WLAN中使用60GHz無線通信技術(shù)的主要目的就是它的數(shù)據(jù)傳輸速率能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)Gbps，可以構(gòu)建吉比特以太網(wǎng)。在實(shí)際中，尤其在非視距環(huán)境中，由于60GHz信號(hào)受到氧氣的吸收和墻體的阻隔，實(shí)現(xiàn)6

10、0GHz局域網(wǎng)仍然存在一定的困難3。雖然只是適合于短距離通信，60GHz無線通信技術(shù)在WLAN中仍然具有廣闊的應(yīng)用前景。2009年12月，WiGig1.0標(biāo)準(zhǔn)正式確立，該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了60GHz頻段上高達(dá)7Gbps的超高速無線傳輸。通過引入波束賦形技術(shù)、功率管理及其它安全控制機(jī)制，WiGig1.0標(biāo)準(zhǔn)有效補(bǔ)償了毫米波通信衰減帶來的損失，可支持10-20m以上可靠通信 ，其介質(zhì)訪問控制(MAC，MediaAccessControl)層亦與現(xiàn)行的WLAN標(biāo)準(zhǔn)通用9。 （2） 無線高清多媒體接口(Wireless HDMI) 目前，基于60GHz的 Wireless HDMI聚焦消費(fèi)電子領(lǐng)域，標(biāo)準(zhǔn)己實(shí)現(xiàn)

11、產(chǎn)品化，尤其在高清影像傳輸方面，已經(jīng)展現(xiàn)出良好的發(fā)展前景，60GHz無線傳輸技術(shù)可以應(yīng)用在手機(jī)、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等載體上。諸如電視機(jī)、DVD播放器等高清傳送設(shè)備需要很高的分辨率，一般的收發(fā)信機(jī)傳送的多媒體數(shù)據(jù)根本無法辨別，而對(duì)于60GHz信號(hào)的收發(fā)信機(jī)，它的數(shù)據(jù)傳輸速率能夠超過5Gbps，傳送的多媒體數(shù)據(jù)可以提供更高的分辨率，而且具有延遲小、成本低的優(yōu)點(diǎn)3。 （3） 醫(yī)療成像 在醫(yī)療設(shè)備中，采用傳輸電纜連接的核磁共振和超聲波檢測(cè)成像的數(shù)據(jù)傳輸速率為4Gbps-5Gbps。60GHz的優(yōu)勢(shì)在于高達(dá)7GHz的帶寬和10瓦的發(fā)射功率,若采用60GHz無線通信則可以提供超過5Gbps的傳輸速率，不僅能

12、夠使醫(yī)療設(shè)備移動(dòng)性，滿足靈活性的要求,還能夠更好地為醫(yī)療救治工作的展開服務(wù)。 （4） 交通工具 目前，車內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)和車載雷達(dá)3是60GHz無線通信在交通工具中的主要應(yīng)用。一個(gè)重要應(yīng)用方向是車內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)，由于氧氣的吸收，使60GHz信號(hào)在傳播過程中不斷衰減，使信號(hào)只能在車輛的內(nèi)部傳播，這樣與其他車輛的通信網(wǎng)絡(luò)之間就不會(huì)產(chǎn)生干擾。另一個(gè)重要應(yīng)用方向是車載雷達(dá)。工作于毫米波段的車載雷達(dá)已經(jīng)開始使用11。眾多公司和研發(fā)團(tuán)體已經(jīng)開始對(duì)60GHz汽車自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)等產(chǎn)生興趣12，比如機(jī)動(dòng)定位系統(tǒng)，就具有較好的發(fā)展前景。 1.1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 全球范圍內(nèi)，各國科學(xué)家對(duì)60GHz無線通信技術(shù)進(jìn)行了大量

13、的研究，研究?jī)?nèi)容涉及物理層和應(yīng)用層的各個(gè)方面，主要包括信道建模、脈沖調(diào)制、信道均衡、性能分析、內(nèi)容保護(hù)等。 劃分60GHz頻譜 2000年以來，歐、美、日等國家和地區(qū)相繼開放了60GHz附近的頻譜。對(duì)于60GHz頻率，表1-1表示了世界各國的分配情況13。 制定60GHz標(biāo)準(zhǔn)的過程 隨著無線通信技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，國際上主要形成3個(gè)主流標(biāo)準(zhǔn)，分別是ECMA-357，IEEE802.15.3c&Wireless HD,IEEE 802.llad&WiGig Alliance。我國也已經(jīng)開放了5964GHz之間的頻譜,我國自2008年也開始關(guān)注國際上60GHz的標(biāo)準(zhǔn)制定事宜，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)研工作

14、在2009年開始啟動(dòng)，這將會(huì)極大的推動(dòng)我國標(biāo)準(zhǔn)化工作的進(jìn)程。 （1）ECMA(European Computer Manufacturers Association)-387是歐洲制定的60GHz WLAN標(biāo)準(zhǔn)14，它于2008年12月公布第一版。對(duì)于高速60GHz無線通信的PHY層、MAC子層、以及協(xié)議適配層( HDMI PAL)等，該標(biāo)準(zhǔn)比較詳細(xì)的規(guī)定了各層的協(xié)議。在單載波模式和OFDM模式下，該標(biāo)準(zhǔn)的傳輸速率可以達(dá)到數(shù)Gbps。另外，根據(jù)開放系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)標(biāo)準(zhǔn)14，該標(biāo)準(zhǔn)制定了獨(dú)特的MAC層協(xié)議。 （2）2005年3月成立的IEEE 802.15.3c工作組(TG3c)，基于已有的無

15、線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)展開了對(duì)60GHz毫米波的PHY層協(xié)議的研究，主要目標(biāo)是發(fā)展速率高達(dá)24Gbps，可以應(yīng)用于無線個(gè)域網(wǎng)的60GHz毫米波通信 15。IEEE802.15.3c 的PHY層協(xié)議將60GHz頻段劃分為4個(gè)2.16GHz帶寬的子信道，并指定了三種PHY可選模式，分別為SC模式、HSI(High-Speed Interfaee)模式和AV模式;MAC層協(xié)議采用集中式MAC，在原有的IEEE802.15.3 MAC技術(shù)上進(jìn)行增強(qiáng)，將信號(hào)及數(shù)據(jù)利用相同信道進(jìn)行傳輸，從而建立網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)典型應(yīng)用場(chǎng)景的具體需求，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物理層和MAC層進(jìn)行了分析16。 2006年10月成立的Wir

16、elessHD聯(lián)盟，已經(jīng)發(fā)布了“WirelessHD”標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于傳輸10800p視頻數(shù)據(jù)流的技術(shù)17,該技術(shù)使用60GHz毫米波，實(shí)現(xiàn)了以非壓縮方式傳輸視頻數(shù)據(jù)流。然而，IEEE 802.15.3c將信號(hào)及數(shù)據(jù)利用相同信道進(jìn)行傳輸，數(shù)據(jù)傳輸時(shí)延就會(huì)增加，對(duì)于實(shí)時(shí)通信業(yè)務(wù)是非常不利的。盡管如此，IEEE 802.15.3c的研究已經(jīng)較為成熟，尤其在高清影像傳輸方面WirelessHD已經(jīng)逐漸實(shí)用化，作為日前的60GHz國際標(biāo)準(zhǔn)還有望得到進(jìn)一步發(fā)展。 （3） 局域網(wǎng)和個(gè)域網(wǎng)業(yè)務(wù)融合的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.11ad，它的設(shè)計(jì)基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)，目前尚處于研究階段，預(yù)期于20

17、12年正式發(fā)表。Wi-Fi是一種采用60GHz頻段的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，已經(jīng)著手制定IEEE 802.11 WLAN標(biāo)準(zhǔn)，就是IEEE 802.11ad，其高達(dá)7Gbps的數(shù)據(jù)速率是非常吸引人的18。Wi-Gig以 IEEE 802.11ad為基礎(chǔ)，Wi-Fi的一些特性得到了繼承，其競(jìng)爭(zhēng)力主要表現(xiàn)在室內(nèi)移動(dòng)環(huán)境的通信數(shù)據(jù)方面。2009年5月成立的Wi-Gig聯(lián)盟，已經(jīng)發(fā)布了Wi-Gig標(biāo)準(zhǔn)的1.1版本，在互通性測(cè)試時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸速率可以高達(dá)7Gbps。目前，Wi-Gig技術(shù)已經(jīng)可以植入筆記本電腦里，能夠?qū)崿F(xiàn)高達(dá)4.6Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率18,19。 （4） 作為WPAN的重要市場(chǎng)之一，我國對(duì)于有

18、關(guān)60GHz技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定也越來越重視， 尤其是有利于保護(hù)國內(nèi)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及推廣國產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品等因素推動(dòng)了中國60GHz技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)程。2010年3月，C-WPAN工作組在“60GHz無線個(gè)域網(wǎng)”研究組的基礎(chǔ)上，正式成立“60GHz無線個(gè)域網(wǎng)”項(xiàng)目組(PG4)。PG4項(xiàng)目組正在加緊對(duì)60GHz技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定，工作主要涉及信道的建模等。在2012年12月，PG4項(xiàng)目組計(jì)劃完成國家60GHz技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定及報(bào)批工作。 60GHz系統(tǒng)的發(fā)展與現(xiàn)狀 2000年以來，無論是產(chǎn)業(yè)界，還是學(xué)術(shù)界，60GHz技術(shù)的研究都是熱點(diǎn)。 60GHz無線通信技術(shù)在產(chǎn)業(yè)界的研究現(xiàn)狀： （1）2002年，日本NEC公司宣

19、布實(shí)現(xiàn)了一種60GHz的收發(fā)信機(jī)芯片，它是通過采用0.15um GaAs Hetero-junction FET工藝實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)傳輸速度可以實(shí)現(xiàn)1.25 Gbps20。 （2）2004年，美國的IBM公司使用射頻電路模塊，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證實(shí)了通過采用BiCMOS工藝來實(shí)現(xiàn)毫米波電路在現(xiàn)實(shí)中是可行的，同時(shí)公布了Si基有源 Mixer 和 LNA21，它們的工作頻率分別為60GHz和77GHz。 （3）2006年，IBM又推出了新的60GHz芯片組，它是基于0.13um BiCMOS技術(shù)的，信息傳輸速率能夠達(dá)到2Gbps22。 （4）2006年，為了制定60GHz頻帶毫米波技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，LG、三星電子、NE

20、C、索尼、SiBEAM、松下以及東芝成立了“WirelessHD Interest Group” 聯(lián)盟，該標(biāo)準(zhǔn)適用于傳輸10800p視頻數(shù)據(jù)流的技術(shù)17,能夠以非壓縮方式傳輸視頻數(shù)據(jù)流 。 在60GHz芯片設(shè)計(jì)的研究上，世界各大高校和研究機(jī)構(gòu)也取得了顯著的成果23-26。60GHz無線通信技術(shù)在學(xué)術(shù)界的研究現(xiàn)狀： （1）2004年，美國加州大學(xué)伯克利分校發(fā)表文章，研究在 60GHz 頻率采用 0.13m CMOS工藝建立模型，研制出了60GHz放大器，得到了一個(gè)結(jié)論：設(shè)計(jì)60GHz放大器，使用CMOS工藝是可行的27。 （2）2007年，美國加州大學(xué)伯克利分校采用CMOS工藝，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可

21、以應(yīng)用在28。 前端的60GHz高集成度芯片2007年，美國加州大學(xué)的洛杉磯分校(UCLA)開始了針對(duì) 60GHz 射頻電路的研究，研究了一種實(shí)現(xiàn)60GHz的射頻的方法，即采用零中頻和超外差結(jié)構(gòu)29,30。 芯片2007年，大學(xué)采用CMOS工藝設(shè)計(jì)了用于發(fā)送器的60GHz芯片，然后在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了60GHz射頻綜合器，并且將它用于無線軟件收發(fā)機(jī)方案中31-33。1.2 MIMO技術(shù) 隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于無線通信的容量需求越來越高。但是面臨一個(gè)問題是現(xiàn)有的無線頻譜資源是有限的，如何在有限寬帶下實(shí)現(xiàn)高速率的無線通信技術(shù)受到人們?cè)絹碓蕉嗟淖⒁?，極大的刺激了技術(shù)的發(fā)展。因此，如何在不增加功

22、率和 帶寬的前提下，減少多徑衰落對(duì)無線通信系統(tǒng)的信道容量的影響，降低誤碼率，實(shí)現(xiàn)高速可靠的信息傳輸就成了一個(gè)研究熱點(diǎn)。多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)利用多發(fā)射天線和多接收天線，在一定程度上，解決了上述問題，能夠改善信息傳輸和通信的質(zhì)量。 1.2.1 MIMO技術(shù)的研究 20世紀(jì)初，研究人員就提出了MIMO技術(shù)，比較早的是馬可尼在1908年提出用MIMO技術(shù)來抗衰落34,35。但直到20世紀(jì) 90年代初，研究人員公布了一些新的研究成果，MIMO技術(shù)才得到了人們廣泛的關(guān)注。 20世紀(jì)90年代中期AT&T Bell實(shí)驗(yàn)室學(xué)者對(duì)無線移動(dòng)通信系統(tǒng)MIMO技術(shù)的研究結(jié)果，對(duì)MIMO技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)

23、作用。1995年，Bell實(shí)驗(yàn)室的 Telata 等人提出了關(guān)于使用多天線的信道容量的理論36,該理論證明了：在信道相互獨(dú)立的條件下，隨著收發(fā)天線數(shù)的增長(zhǎng)，MIMO系統(tǒng)的信道容量會(huì)線性增長(zhǎng)。它對(duì)傳統(tǒng)單天線的香農(nóng)信道容量的限制進(jìn)行了突破，展示了 MIMO 系統(tǒng)具有的巨大的理論信道容量。1996 年一種多輸入多輸出信號(hào)處理的新的算法對(duì)角分層空時(shí)算法37受到了人們的關(guān)注；1998 年研究熱點(diǎn)是一種用于多輸入多輸出系統(tǒng)的空時(shí)碼38；1998 年一個(gè)多輸入多輸出的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建立了，它是采用垂直分層空時(shí)算法39建模的，它的結(jié)果表明：多輸入多輸出系統(tǒng)使用空時(shí)編碼，無線信道容量能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)倍的增長(zhǎng)。目前各國學(xué)者對(duì)

24、于MIMO技術(shù)的容量、性能、信道均衡和解調(diào)等方面仍然進(jìn)行著研究。在接收端不了解信道狀態(tài)時(shí)，單式空時(shí)調(diào)制方法可以調(diào)制信道傳輸矩陣40。如果信道是連續(xù)衰落的，信號(hào)調(diào)制方法就可以使用微分單式空時(shí)碼。一種新的調(diào)制方法引起了大家的關(guān)注，它的特點(diǎn)是串接了Turbo碼與短空時(shí)分組碼41,42。 MIMO研究的一個(gè)重要方向就是空時(shí)編碼與信道編碼等結(jié)合。一種將空時(shí)編碼與OFDM技術(shù)結(jié)合的編碼方案被Agrawal 等提出了43；不久一種新的信號(hào)集被提出，它是可以用于OFDM技術(shù)的44；一種 MIMO系統(tǒng)由Wang 等研究設(shè)計(jì)45，它主要使用空時(shí)編碼，可以有效的減小信道的相關(guān)性。 1.2.2 MIMO中的主要技術(shù)

25、空時(shí)編碼技術(shù) 現(xiàn)有的空時(shí)編碼技術(shù)可分為兩大類： 第一類是空間分集增益最大化的空時(shí)編碼?？諘r(shí)編碼的概念是由Tarokh等人率先提出的，并且給出了空時(shí)編碼的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。結(jié)合發(fā)送分集和網(wǎng)格編碼調(diào)制(TCM)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了空時(shí)網(wǎng)格碼(STTC)46?？諘r(shí)網(wǎng)格碼的目標(biāo)是獲得可靠的信息傳輸 ，這主要利用空間分集，提高信息傳輸速率。空時(shí)網(wǎng)格碼的缺點(diǎn)是隨著傳輸速率的增加，其譯碼復(fù)雜度呈指數(shù)增加。針對(duì)這個(gè)缺點(diǎn)，Alamouti提出一種新的編碼方案，這種編碼方法就是利用發(fā)送碼字的正交性，每個(gè)發(fā)送符號(hào)可以進(jìn)行獨(dú)立譯碼，譯碼復(fù)雜度大大降低47。Tarokh等人將Alamouti方案推廣到多個(gè)發(fā)射天線的情形，形成了基于正

26、交設(shè)計(jì)概念的空時(shí)分組碼(STBC)48。由于碼字的正交性結(jié)構(gòu)，空時(shí)分組碼的接收信號(hào)使用線性最大似然譯碼，就可以恢復(fù)信號(hào)。但是在抗衰落方面 ，空時(shí)分組碼就會(huì)比空時(shí)網(wǎng)格碼的抗衰落性能略有下降。 第二類是空間復(fù)用增益最大化。貝爾實(shí)驗(yàn)室的Foschini經(jīng)過大量的研究，提出了分層空時(shí)編碼 (LST)結(jié)構(gòu)，可以獲得較大的MIMO信道容量，該結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)是，在同一空間范圍內(nèi)，信號(hào)可以通過一維處理方法處理。貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的BLAST結(jié)構(gòu)，充分利用MIMO提供的空間復(fù)用增益，發(fā)射端通過多根天線在相同的頻帶范圍內(nèi)同時(shí)發(fā)射多個(gè)信利用高效的信號(hào)處理技術(shù)來檢測(cè)信號(hào)，具有較高的數(shù)據(jù)傳輸率。分層空時(shí)碼主要有垂直分層空時(shí)

27、碼(V-BLAST)，水平分層空時(shí)碼(H-BLAST)、對(duì)角分層空時(shí)碼(D-BLAST)以及螺旋分層空時(shí)碼(T-BLAST)等,在文獻(xiàn)495051中得到進(jìn)一步研究。 第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn) CDMA2000 和 WCDMA 中，空時(shí)編碼已經(jīng)受到關(guān)注。可以預(yù)見，在不久的將來，第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，離不開空時(shí)編碼的支持。 天線選擇技術(shù) 在多徑衰落環(huán)境中，使用多個(gè)發(fā)送天線和接收天線，可以顯著提高系統(tǒng)的容量，改善無線傳輸鏈路的質(zhì)量，而不增加系統(tǒng)的帶寬52。典型的多輸入多輸出系統(tǒng)中，在發(fā)射端和接收端所有的天線都要進(jìn)行發(fā)射和接收, 每個(gè)天線對(duì)應(yīng)一個(gè)射頻鏈路, 這樣系統(tǒng)在硬件方面的支出就會(huì)大大增加,而

28、且接收端的譯碼器需要進(jìn)行大量的矩陣運(yùn)算，大大提高了譯碼器復(fù)雜度。 我們將天線選擇技術(shù)定義為：從所有天線中選擇部分性能優(yōu)越的發(fā)送天線或接收天線進(jìn)行傳輸或接收。它不需要每個(gè)天線對(duì)應(yīng)一個(gè)射頻鏈路，用較少的射頻鏈路支持較多的天線, 更好地利用發(fā)射端和接收端的天線單元, 在硬件方面的成本大幅削減, 并且信號(hào)處理的復(fù)雜度在很大程度上降低了,因此引起人們極大的關(guān)注。 最佳天線選擇算法可以獲得最優(yōu)的性能，缺點(diǎn)是：所有可能的天線子集都需要進(jìn)行容量的比較，大大提高了復(fù)雜度。文獻(xiàn)53中提出一種新的選擇算法, 它是比較選擇信道的F范數(shù)，雖然減小了復(fù)雜度, 但是信道的容量也減小了。Gorokhov 和Peter等人為了

29、減小容量損失，以最大信道容量為準(zhǔn)則，又分別提出了兩種次優(yōu)的可以減小計(jì)算復(fù)雜度的天線選擇方法54,55。文獻(xiàn)56中提出了一種基于信道狀態(tài)信息(CSI) 特征空間的漸消算法及相應(yīng)的啟發(fā)式簡(jiǎn)化算法,也可以大大減小計(jì)算復(fù)雜度 。 目前的研究開始從單獨(dú)的接收或發(fā)射天線選擇，轉(zhuǎn)向聯(lián)合收發(fā)天線選擇，聯(lián)合收發(fā)天線選擇也逐漸受到人們的關(guān)注。文獻(xiàn)57在研究蓋爾圓理論的基礎(chǔ)上提出一種低復(fù)雜度的快速聯(lián)合收發(fā)天線選擇算法,使系統(tǒng)容量的損失較小。1.3 本文的主要工作和結(jié)構(gòu)安排 與窄帶無線通信系統(tǒng)不同，60GHz無線通信系統(tǒng)中多徑衰落的影響要小得多，因?yàn)?0GHz的脈沖非常窄，在多徑傳播時(shí) ，獨(dú)立的衰落信號(hào)分量能夠被分辨

30、，從而能實(shí)現(xiàn)有效的多徑信號(hào)分集接收。所以，將 MIMO 技術(shù)用于 60GHz無線通信系統(tǒng)具有很高的鏈路可靠性和速率適配能力。 本文主要的研究?jī)?nèi)容就是將MIMO技術(shù)引入到 60GHz無線通信系統(tǒng)中來，構(gòu)建一個(gè) MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)模型，在此基礎(chǔ)之上研究了 MIMO-60GHz系統(tǒng)的容量和誤碼率，進(jìn)行了仿真。為了改善系統(tǒng)的性能，提出了一種新的天線選擇算法。 本文的主要工作體現(xiàn)在： 將 MIMO 技術(shù)引入到 60GHz無線通信系統(tǒng)中來，構(gòu)建了一種MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)模型。 分析了4種系統(tǒng)在獨(dú)立信道下的信道容量，首先分析了簡(jiǎn)單的SISO系統(tǒng)，然后是MISO和SIMO系統(tǒng)，最后是

31、MIMO-60GHz系統(tǒng) ，研究了這幾種系統(tǒng)容量之間的差異，研究了采用平均法方案和注水法方案對(duì)信道容量的影響。 構(gòu)建了MIMO-60GHz系統(tǒng)的相關(guān)信道模型，研究了相關(guān)信道中的重要參數(shù)-天線間距和中心入射角等，對(duì)MIMO-60GHz系統(tǒng)容量的影響，研究了采用不同功率分配方案時(shí)信道容量的變化特點(diǎn)。 研究了以 Alamouti 碼為代表的正交空時(shí)分組碼，使用不同的調(diào)制方式，分別研究了MIMO-60GHz系統(tǒng)在獨(dú)立信道和相關(guān)信道下的誤碼率，分析相關(guān)信道中的三個(gè)重要參數(shù)（天線間距、角度擴(kuò)展、中心入射角）對(duì)MIMO-60GHz系統(tǒng)誤碼率的影響。 為了改善MIMO-60GHz系統(tǒng)在相關(guān)信道下的性能，提出一

32、種新的天線選擇算法，進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：采用天線選擇算法后，保持了MIMO系統(tǒng)很好的分集效果，而且可以降低系統(tǒng)編碼的復(fù)雜度。 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)如下： 第一章闡述了本文的研究背景，簡(jiǎn)單地介紹了60GHz無線通信的優(yōu)勢(shì)，MIMO技術(shù)的特點(diǎn)，研究了國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。第二章構(gòu)建了本文所要研究的MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的模型。研究了60GHz無線信道的特征，將 MIMO 技術(shù)引入到 60GHz無線通信系統(tǒng)中來，構(gòu)建了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)模型。 第三章首先分析了簡(jiǎn)單的SISO系統(tǒng)，然后是MISO和SIMO系統(tǒng)，最后是MIMO-60GHz系統(tǒng)，研究了獨(dú)立信道對(duì)這4種系統(tǒng)容量

33、的影響，比較了采用平均法方案和注水法方案對(duì)信道容量的影響；研究了以 Alamouti 碼為代表的正交空時(shí)分組碼，使用不同的調(diào)制方式，研究了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在獨(dú)立信道下的誤碼率。 第四章構(gòu)建了MIMO-60GHz系統(tǒng)的相關(guān)信道模型，研究了相關(guān)信道中的三個(gè)重要參數(shù)（天線間距、角度擴(kuò)展、中心入射角 ）對(duì)MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)容量的影響，研究了采用不同功率分配方案時(shí)信道容量的變化特點(diǎn)；研究了以 Alamouti 碼為代表的正交空時(shí)分組碼，使用不同的調(diào)制方式，研究了MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在相關(guān)信道下的誤碼率。 第五章首先研究了不同的天線選擇算法。在此基礎(chǔ)上，提出了一種

34、基于Doolittle-QR分解的快速天線選擇算法，并作出了相應(yīng)的仿真分析。仿真結(jié)果表明：所提算法與以往算法相比具有較低的計(jì)算量, 同時(shí)可以使系統(tǒng)獲得很好的性能。 第六章在前面研究的基礎(chǔ)上，分別從系統(tǒng)的容量和誤碼率兩個(gè)方面分析MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的方案，并且針對(duì)相關(guān)性對(duì)系統(tǒng)性能的影響，總結(jié)了改善系統(tǒng)性能的方法，這是將來的研究重點(diǎn)。 2 MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和環(huán)境，比如室內(nèi)環(huán)境和郊區(qū)環(huán)境，IEEE TG3c工作組分別定義了適用60GHz無線通信技術(shù)的信道模型。這些信道模型是根據(jù)大量的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，經(jīng)過詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)分析建立的。大尺度衰落和小尺度衰落特性是

35、描述信道模型的重要參數(shù)，對(duì)于60GHz無線信道是非常重要的58-60。本章將分別介紹60GHz無線信道的大尺度和小尺度衰落特性，將MIMO技術(shù)引入到 60GHz無線通信系統(tǒng)中來，構(gòu)建了一種MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)模型，非常有利于后續(xù)的性能分析。 2.1 大尺度衰落特性的研究 由于信號(hào)在多徑信道中傳播時(shí)，遇到障礙物的阻隔，就會(huì)發(fā)生散射和反射等，這種現(xiàn)象就是大尺度衰落。接收信號(hào)強(qiáng)度是隨時(shí)變化的，尤其受到與發(fā)射機(jī)之間距離的影響，大尺度衰落就是描述了這種變化特征。路徑損耗和陰影衰落是大尺度衰落的兩個(gè)重要的方面61。 我們通常采用如下的形式來描述無線信道的鏈路預(yù)算模型62 （2-1） 式中，在發(fā)

36、射端的信號(hào)功率用表示, 距離發(fā)射機(jī)為d處的接收信號(hào)功率用表示，發(fā)射天線的增益是 ，接收天線的增益是 ，路徑損耗是 。 路徑損耗 式（2-1）中，路徑損耗（PL）描述了經(jīng)過信道傳輸后信號(hào)的能量損失，表示為接收信號(hào)與發(fā)送信號(hào)的能量比62。，路徑損耗的地位十分重要，尤其在鏈路預(yù)算的分析中。60GHz通信和超寬帶（UWB）等寬帶系統(tǒng)的路徑損耗，與窄帶系統(tǒng)的路徑損耗不同63-65,不僅跟離開發(fā)射機(jī)的距離相關(guān)，也受到頻率的影響。為了使分模型的析簡(jiǎn)化，我們僅僅考慮離開發(fā)射機(jī)的距離的影響，忽略了頻率對(duì)路徑損耗的影響。這樣，我們就可以使用一個(gè)只與離開發(fā)射機(jī)的距離有關(guān)的函數(shù)來表示路徑損耗的數(shù)學(xué)模型16 （2-2）

37、 式中，平均的路徑損耗可以用表示。平均路徑損耗的表示采納了文獻(xiàn)66中給出的一種比較傳統(tǒng)的表示方法，如下所示 （2-3） 式中，在參考距離處的路徑損耗用表示， 為參考距離，在這里取值為1米，d為信號(hào)的傳輸距離。n為路徑損耗指數(shù)，對(duì)應(yīng)不同的室內(nèi)環(huán)境n的取值不同，文獻(xiàn)66給出了不同室內(nèi)環(huán)境下n的取值范圍：信道如果含有直視路徑（LOS），n的取值比較小，范圍是1.22.0；而信道如果含有非直視路徑（NLOS），取值就比較大，范圍是1.9710。通過式子（2-3）得到的功率與距離比值的平均數(shù)就可以得到路徑損耗的參數(shù)。表2-1中給出了在居住環(huán)境和辦公室環(huán)境的路徑損耗參數(shù)的取值67。 陰影衰落 陰影衰落是由

38、于傳播環(huán)境的變化，造成接收端的信號(hào)功率發(fā)生變化，與給定的距離平均值不同引起的。如式子(2-3)所示 ，路徑損耗就是陰影衰落引發(fā)的。陰影衰落進(jìn)行度量的一個(gè)變量是 ，根據(jù)文獻(xiàn)68-71中的測(cè)試結(jié)果，我們知道是一個(gè)服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布的高斯隨量，它的均值為0，方差為s。在表2-1中列出了s的取值。在實(shí)際中，信道往往受到人或物體移動(dòng)的影響，將導(dǎo)致陰影衰落現(xiàn)象十分嚴(yán)重72。有時(shí)候?yàn)榱撕?jiǎn)化分析，我們假設(shè)信道沒有受到物體移動(dòng)的影響，陰影衰落就沒有那么明顯，有關(guān)參數(shù)值就很小了。 2.2 小尺度衰落特性研究 在接收端接收到的信號(hào)由于局部區(qū)域的限制，在很短的時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)生快速波動(dòng)振幅和相位，導(dǎo)致了多徑分量之間的干擾 ，

39、這種現(xiàn)象就是小尺度衰落。小尺度衰落也可以看做是穩(wěn)定的大尺度衰落在小局部區(qū)域內(nèi)的近似疊加。多普勒擴(kuò)展和多徑時(shí)延是小尺度衰落的兩個(gè)重要因素。 小尺度衰落的信道時(shí)變特性常用多普勒擴(kuò)展來描述。信道根據(jù)不同的情況，分為兩種信道-慢衰落信道和快衰落信道。發(fā)射機(jī)和之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，信道受到物體的運(yùn)動(dòng)影響等都會(huì)引起多普勒擴(kuò)展的。時(shí)間衰落和陰影效應(yīng)就是人體或物體的運(yùn)動(dòng)對(duì)信道的時(shí)變特性產(chǎn)生影響的結(jié)果，有時(shí)會(huì)非常嚴(yán)重61。通常我們會(huì)用一個(gè)與時(shí)間t有關(guān)的函數(shù)來表示信道的沖激響應(yīng)。相對(duì)于工作在較低頻段的系統(tǒng)來說,60GHz無線通信系統(tǒng)由于其中心頻率高達(dá)60GHz左右，所以其多普勒擴(kuò)展現(xiàn)象更加嚴(yán)重。但是，60GHz通信技術(shù)

40、使用單脈沖發(fā)射信號(hào)，只有幾納秒的持續(xù)時(shí)間，碼元的持續(xù)周期也只有幾十到幾百納秒，時(shí)間很短，并且多數(shù)60GHz系統(tǒng)的收發(fā)天線是靜止不動(dòng)的。那么，在一個(gè)或者多個(gè)碼元周期內(nèi)，我們就可以認(rèn)為物體的移動(dòng)不會(huì)影響信道，在一定的時(shí)間周期內(nèi)多普勒擴(kuò)展是不存在的,傳播信道是穩(wěn)定的慢衰落信道。 信道是平坦衰落信道，還是頻率選擇性衰落信道，主要是根據(jù)多徑時(shí)延的特征決定的61。平坦衰落信道可以定義為信號(hào)的帶寬比信道的相干帶寬小，其主要特點(diǎn)是信號(hào)的不同頻率分量是相互獨(dú)立的，符號(hào)間不會(huì)產(chǎn)生干擾。頻率選擇性衰落信道可以定義為信號(hào)的帶寬比信道的相干帶寬大，對(duì)于傳播信號(hào)來說，不同的頻率分量就會(huì)經(jīng)歷不同程度的衰落。在時(shí)域上，由于受

41、到頻率選擇性衰落的影響，通過不同路徑到達(dá)接收端的發(fā)送信號(hào)相互疊加時(shí)，符號(hào)間干擾會(huì)隨著衰落程度的不同而變化，信號(hào)的周期小于信道的時(shí)延擴(kuò)展。 針對(duì)室內(nèi)居住環(huán)境的兩種信道模型CM1和CM2，是TG3c工作組推薦的。我們對(duì)這兩種信道模型分別進(jìn)行仿真，得到了一些結(jié)論，可以將其用于MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的性能研究。表2-2列出了CM1和CM2模型在仿真中使用的參數(shù)16。 其中，每一簇的到達(dá)速率用表示，衰減指數(shù)用表示，每一簇內(nèi)多徑的到達(dá)速率用表示，衰減指數(shù)用表示，其中第一簇內(nèi)的第一條多徑的平均功率用表示。 圖2-1描述了CM1信道隨機(jī)一次具體實(shí)現(xiàn)的多徑幅度分布，圖2-2描述了CM1信道隨機(jī)一次具體

42、實(shí)現(xiàn)的功率譜密度分布。從圖2-1中可以看出，第一條到達(dá)的多徑集中了大部分的能量，到達(dá)時(shí)間超過100ns的多徑，能量幾乎為0了，這樣的多徑就可以忽 略不計(jì)，因此CM1信道可以認(rèn)為時(shí)延擴(kuò)展是0ns，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于脈沖寬度。 - 6 -2. 21110233007_徐凌偉_信息科學(xué)與工程學(xué)院_電子與通信工程_第2部分總字?jǐn)?shù)：12057 文字復(fù)制比：6%(725)(0) 1 MIMO系統(tǒng)中空時(shí)編碼技術(shù)的研究 1.6% 蔣存亮(導(dǎo)師：袁東風(fēng)) - 山東大學(xué)碩士論文- 2008-04-20 是否引證：否 2 MIMO-OFDM系統(tǒng)參數(shù)化信道估計(jì)算法研究 1.1% 趙琪(導(dǎo)師：黃力群) - 東北大學(xué)碩士論文- 2

43、009-06-25 是否引證：否 3 MIMO-OFDM系統(tǒng)多用戶檢測(cè)算法研究 1.1% 指標(biāo) 剽竊文字表述 1. 傳輸速率成為短距離高速傳輸中最具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)，同時(shí)也成為未來無線技術(shù)領(lǐng)域研究的新熱點(diǎn)。 2. 2009年12月，WiGig1.0標(biāo)準(zhǔn)正式確立，該標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了60GHz頻段上高達(dá)7Gbps的超高速無線傳輸。 3. 60GHz標(biāo)準(zhǔn)的過程 隨著無線通信技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，國際上主要形成3個(gè)主流標(biāo)準(zhǔn)，分別是ECMA-357，IEEE802.15.3c&Wireless HD,IEEE 802.llad&WiGig Alliance。 4. 本文的主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)如下： 第一章闡述了本文的

44、研究背景，簡(jiǎn)單地介紹了60GHz無線通信的優(yōu)勢(shì)，MIMO技術(shù)的特點(diǎn)，研究了國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀。第二章構(gòu)建了本文所要研究 5. 大尺度衰落特性的研究 由于信號(hào)在多徑信道中傳播時(shí)，遇到障礙物的阻隔，就會(huì)發(fā)生散射和反射等，這種現(xiàn)象就是大尺度衰落。接收信號(hào)強(qiáng)度是隨時(shí)變化的，尤其受到與發(fā)射機(jī)之間距離的影響，大尺度衰落就是描述了這種變化特征。 6. 頻率選擇性衰落信道可以定義為信號(hào)的帶寬比信道的相干帶寬大，對(duì)于傳播信號(hào)來說，不同的頻率分量就會(huì)經(jīng)歷不同程 度的衰落。在時(shí)域上，由于受到頻率選擇性衰落的影響， 王艷麗(導(dǎo)師：李國民) - 西安科技大學(xué)碩士論文- 2010-06-30是否引證：否4流星余跡通信中的M

45、IMO技術(shù)研究1.0%王杏林(導(dǎo)師：曾興雯;秦建存) - 西安電子科技大學(xué)碩士論文- 2010-06-01是否引證：否5MIMO無線通信中的空時(shí)編碼及多媒體傳輸研究1.0%韓昌彩(導(dǎo)師：袁東風(fēng)) - 山東大學(xué)碩士論文- 2006-04-07是否引證：否6空時(shí)分組碼性能研究1.0%廖春燕; - 科技創(chuàng)新- 2008-03-01是否引證：否7相關(guān)性矩陣應(yīng)用于環(huán)形MIMO天線陣列容量的研究1.0%董立軍(導(dǎo)師：周杰) - 南京信息工程大學(xué)碩士論文- 2007-05-01是否引證：否8聯(lián)合LDPC碼-酉空時(shí)調(diào)制技術(shù)研究1.0%魏民(導(dǎo)師：王鋼) - 哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文- 2009-06-01是否引

46、證：否9空時(shí)/頻編碼在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用0.6%呂俠;肖麗萍;馬凌宇; - 無線電通信技術(shù)- 2007-12-18是否引證：否10無線通信中的空時(shí)分組碼研究0.6%余婷婷(導(dǎo)師：王玉良) - 北京郵電大學(xué)碩士論文- 2006-03-09是否引證：否11MIMO系統(tǒng)中迭代捕獲算法的設(shè)計(jì)0.4%熊曄(導(dǎo)師：) - 哈爾濱工程大學(xué)碩士論文- 2011-12-01是否引證：否12異步發(fā)射MIMO系統(tǒng)的檢測(cè)及編碼技術(shù)0.3%林華炯(導(dǎo)師：唐友喜) - 電子科技大學(xué)博士論文- 2010-03-01是否引證：否原文內(nèi)容從圖2-2中可以看出，CM1信道的功率譜密度分布是均勻分布，所以是頻率非選擇性的。由圖2

47、-1和圖2-2，我們可以得到 ：一個(gè)無多徑的AWGN信道可以很好的描述CM1信道的。 圖2-3描述了CM2信道隨機(jī)一次具體實(shí)現(xiàn)的多徑幅度分布，圖2-4描述了CM2信道隨機(jī)一次具體實(shí)現(xiàn)的功率譜密度分布。由圖2-3可以看出，到達(dá)時(shí)間小于40ns的多徑集中了大部分的能量，到達(dá)時(shí)間超過40ns的多徑，能量幾乎為0了，最后一條多徑的到達(dá)時(shí)間更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了40ns。因此，我們可以認(rèn)為CM2信道具有比較明顯多徑效應(yīng)。對(duì)于60GHz發(fā)射信號(hào)來說，其脈沖的寬度約為幾納秒，顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于信道的時(shí)延擴(kuò)展。由圖2-4可以看出，CM2信道功率譜密度分布不是均勻分布的，呈現(xiàn)出很強(qiáng)的頻率選擇性。所以，我們可以得到：一種典型的

48、頻率選擇性多徑衰落信道可以很好的描述CM2信道。 CM2信道模型可以使用TG3c推薦的簇到達(dá)模型。簇到達(dá)模型的復(fù)雜的脈沖響應(yīng)包括了到達(dá)時(shí)間(TOA)的信息, 到達(dá)角 （AOA）的信息, 和每一簇中的每一條路徑振幅的信息等。簇到達(dá)模型表示為16 （2-4） 式中沖激函數(shù)用()表示，在端的到達(dá)簇?cái)?shù)用K表示，第k簇中多徑數(shù)目的總數(shù)用表示，第k簇中的第l條多徑的復(fù)數(shù)幅度值用表示，到達(dá)時(shí)延用表示，到達(dá)角用表示。第k簇對(duì)應(yīng)的信號(hào)的時(shí)延用表示，到達(dá)角用表示。 在傳統(tǒng)的S-V模型的基礎(chǔ)上，向角度域擴(kuò)展后得到的簇到達(dá)模型，但是該模型沒有考慮CM1信道這樣的情況，TG3c對(duì)該模型進(jìn)行了修正，提出了一種新的模型，即

49、TSV模型。TSV模型的脈沖響應(yīng)可以表示為73 (2-5) 其中LOS 是直達(dá)路徑的振幅，m,k 是第m簇的第k條路徑的振幅，Tm 是第m簇的延遲時(shí)間，tm,k 是第m簇的第k條路徑的延遲時(shí)間，m 是第m簇的到達(dá)角度，m,k 是第m簇的第k條路徑的到達(dá)角度。簇到達(dá)分布和多徑到達(dá)時(shí)間的分布符合泊松分布，到達(dá)角度的分布符合拉普拉斯分布74 。 2.3 MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)模型 我們考慮一個(gè)MR MT 的MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)，也就是說有 MT 根天線在發(fā)射端發(fā)射信號(hào)，有 MR 根天線在接收端接收信號(hào)。MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)的信道的復(fù)路徑增益可以用一個(gè)矩陣H表示, 用

50、表示第j根發(fā)射天線到第i根接收天線的復(fù)路徑增益用矩陣H中的元素hij表示，本文中就是TSV模型的復(fù)路徑增益。H可以表示為 (2-6) 所以，MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)模型可以表示為(2-7) 這里y是MR1維的接收信號(hào)，x 是MT1維的發(fā)射信號(hào), W是MR1維的復(fù)高斯白噪聲，其協(xié)方差 N0IN,IN 是 MRMR 維的單位矩陣。 2.4 本章小結(jié) 本章首先介紹了 60GHz 毫米波無線信道的大尺度衰落特征和小尺度衰落特征。在對(duì)60GHz 無線通信的信道小尺度衰落特征進(jìn)行分析時(shí)，我們主要分析了兩種室內(nèi)居住環(huán)境信道CM1和CM2的多徑幅度分布和功率譜密度分布，通過仿真結(jié)果，我們得到了一些結(jié)論

51、：一個(gè)簡(jiǎn)單的AWGN信道就可以很好的描述CM1信道，這主要是因?yàn)榈谝粭l多徑集中了大部分的能量，其他多徑信號(hào)的能量較小，是可以的忽略的。而一種頻率選擇性衰落信道就可以很好的描述CM2信道,這主要是因?yàn)镃M2信道具有比較明顯的多徑效應(yīng)，功率譜密度分布呈現(xiàn)出很強(qiáng)的頻率選擇性。最后，我們將MIMO技術(shù)引入到60GHz無線通信系統(tǒng)中來，構(gòu)建了MIMO- 60GHz無線通信系統(tǒng)模型，以便于對(duì)系統(tǒng)性能的研究。 - 7 - 3 MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在獨(dú)立信道下的性能研究 在多徑環(huán)境下，如何使頻譜利用率提高，數(shù)據(jù)傳輸率增大，是MIMO系統(tǒng)追求的目標(biāo)。MIMO-60GHz 無線通信系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是最大

52、限度的利用多徑資源，增大系統(tǒng)的容量和提高系統(tǒng)的性能。 本章將主要研究MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在獨(dú)立信道中的容量和誤碼率性能。 3.1 MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)在獨(dú)立信道下的容量研究 假定MIMO-60GHz無線通信系統(tǒng)為MR MT 的系統(tǒng)，也就是說有 MT 根天線在發(fā)射端發(fā)射信號(hào)，有 MR 根天線在接收端接收信號(hào)。 3.1.1 信道狀態(tài)信息（CSI）未知的情況 在發(fā)射端不知道信道狀態(tài)信息時(shí)，等功率分配方案毫無疑問是使平均容量最優(yōu)的功率分配方案，Ex表示發(fā)射端總的功率 ，發(fā)射端的發(fā)射天線的功率為Ex/MT,總的發(fā)射功率與每根接收天線接收到的總功率是相等的。下面我們就研究4種典型系

53、統(tǒng) （SISO、MISO、SIMO、MIMO）在獨(dú)立信道下的平均信道容量。 單發(fā)單收(SISO)系統(tǒng) 如果SISO信道是確定性的，我們令 MT=MR=1，SISO信道矩陣用H表示，那么h11=1,h11為發(fā)射天線到接收天線之間的復(fù)路徑增益，發(fā)射端的天線的平均信噪比可以表示為 。 單發(fā)單收(SISO)系統(tǒng)的歸一化容量使用香農(nóng)公式計(jì)算，可以表示為: （3-1） 由于沒有使用特別的編碼方式對(duì)信號(hào)進(jìn)行設(shè)計(jì)，編碼的復(fù)雜性就不會(huì)限制單發(fā)單收(SISO)系統(tǒng)的容量，即信道容量隨著信噪比的增加而增加。 但是60GHz信道是隨時(shí)間不斷變化的，頻率選擇性衰落會(huì)對(duì)信道產(chǎn)生影響，如果在觀察時(shí)刻的復(fù)路徑增益用h表示，信

54、道容量可表示為: （3-2） 由于h是變化的，所以信道容量也是隨化的，信道容量的分布可以計(jì)算出來。由于信道衰落會(huì)影響單發(fā)單收(SISO)系統(tǒng)的容量，所以它的值都比較小。與實(shí)際的單發(fā)單收(SISO)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)的兩個(gè)統(tǒng)計(jì)參數(shù)，可以從單發(fā)單收(SISO)系統(tǒng)容量的分布圖中提取，分別是中斷容量(Outage Capacity)和平均信道容量(Average Capacity)。通過對(duì)C的所有樣本取平均值得到的平均信道容量，表示了數(shù)據(jù)速率的平均值；中斷容量代表的數(shù)據(jù)傳輸速率可以提供高可靠性服務(wù)。 多發(fā)單收 (MISO)系統(tǒng) 有MT根天線在發(fā)射端發(fā)射信號(hào)，只有一根天線在接收端接收信號(hào)，即 MR=1，此時(shí)

55、多發(fā)單收系統(tǒng)只是具有發(fā)射分集增益 ，可以用一個(gè)1*MT 的矢量矩陣來表示信道矩陣，即H=h1,h2,.,hMT,其中hi是接收天線和它對(duì)應(yīng)的發(fā)射端第i個(gè)發(fā)射天 線之間的復(fù)路徑增益，發(fā)射端的天線的平均信噪比可以表示為。多發(fā)單收系統(tǒng)在信道的幅度值固定時(shí)的容量可以表示為: （3-3） 我們可以知道時(shí)， ，這是由于信道的幅度值假設(shè)是一個(gè)固定值時(shí)，對(duì)其進(jìn)行了歸一化處理，增加發(fā)射天線數(shù)目不會(huì)影響系統(tǒng)的容量。 多發(fā)單收系統(tǒng)在信道的幅度值隨（3-4） 化時(shí)的容量可以表示為: 其中 ， 是一個(gè)平方隨量，其自由度為2MT。信道容量是關(guān)于的函數(shù)，所以也是一個(gè)隨量。從（3-4）式我們可以得到以下結(jié)論：當(dāng)增大發(fā)射端的天線數(shù)MT時(shí)，多發(fā)單收系統(tǒng)的容量也會(huì)隨之增大，但是不會(huì)無限增大。當(dāng)發(fā)射端的天線數(shù)MT增大到一定程度時(shí)，MT繼續(xù)增加不會(huì)明顯的改善信道容量。 單發(fā)多收(SIMO)系統(tǒng) 只有一根天線在發(fā)射端發(fā)射信號(hào)，即 MT=1，有 MR根天線在接收端接收信號(hào)，此時(shí)單發(fā)多收(SIMO)系統(tǒng)只是具有接收分集增益，可以用一個(gè)MR* 1的矢量矩陣來表示信道矩陣，即H=h1,h2,.,hMRT,其中hi是第i個(gè)接收天線與發(fā)射端的發(fā)射天線之間的復(fù)路徑增益，發(fā)射端的天線的平均信噪比可以表示為 。單發(fā)多收系統(tǒng)在信道的幅度值固定時(shí)的容量可以表示為: （3-5） 我們可以知道時(shí)， ，這是因