三维空间MIMO信道接收天线阵列互耦效应及系统容量分析
MIMO信道容量的仿真分析解析
数字移动通信与个人通信论文题目：MIMO系统信道容量的研究学生姓名李其信学号201120952院系信息科学与技术学院专业信号与信息处理MIMO系统信道容量的研究李其信（西北大学信息科学与技术学院，陕西西安 710127）摘要：本文首先对MIMO技术进行了简要介绍。
其次，从信息论角度研究了MIMO系统的信道容量，对平均分配天线发射功率下的几种典型系统(SISO、MISO、SIMO、MIMO)的平均信道容量进行了分析和比较，并对两类特殊的MIMO信道（全1信道和正交信道）的容量进行了特殊的分析，得到了信道容量的计算公式。
同时给出了当发射天线和接收天线数很大时的MIMO信道极限容量的估算方法。
关键词：多输入多输出（MIMO）系统；信道容量；中图分类号：文献标识码：A文章编号：1001-2400(2XXX)0X-0-0Research on the Capaity for MIMO SystemLI QI-xin( College of Information Science and T echnology, Northwest University, Xi’a n 710127, China)Abstract: In this paper,firstly,it gives a brief introduction of MIMO technology. Secondly,some average capacities ofseveral typical systems，such as SlSO，MISO，SIMO，MIMO，are theoretically analyzed and simulated from the pointofview of information theory．The difference among those typical systems is compared and the relationship betweenthe capacity and different schemes of distributing power are discussed．And two types of special MIMO channel (allchannels and orthogonal channel) capacity for a special analysis was calculated channel capacity.It gives the limitestimating method when the mumber of the transmitting and receiving antennas of MIMO.Key W ords: MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) channel capacity随着信息技术，尤其是互联网技术的迅猛发展，信息的载体形式由传统的文字形式向多媒体形传统的无线通信系统是采用单一发射天线和单一接收天线的通信系统，即所谓的SISO天线系统。
高性能MIMO天线及阵列技术研究
高性能MIMO天线及阵列技术研究高性能MIMO天线及阵列技术研究近年来，随着无线通信技术的快速发展和移动设备的普及，对于无线通信系统的容量和数据传输速率要求也越来越高。
多输入多输出（MIMO）系统作为一种重要的无线通信技术，能够利用空间上的多个天线传输和接收多个独立的数据流，有效提高了系统的容量和性能。
MIMO系统在实际应用中，天线的设计和阵列技术的选择对于系统性能具有重要影响。
高性能MIMO天线的设计需要考虑多个因素，其中包括天线增益、频率选择、极化和方向性等。
同时，由于移动设备对天线大小和外观等要求相对严格，因此设计天线需要兼顾尺寸、重量等因素。
在MIMO系统中，天线阵列的布局和配置对于系统的性能至关重要。
阵列技术能够利用多个天线的空间分集和综合，增加系统的容量和抗干扰性能。
目前常见的阵列配置包括线性阵列、矩形阵列和圆形阵列等。
不同的阵列配置对于系统的性能具有一定的影响，因此需要根据具体应用和系统要求选择合适的阵列配置。
对于高性能MIMO天线和阵列技术的研究，主要包括以下几个方面。
首先，研究高性能MIMO天线的设计方法。
通过分析不同电磁波在天线上的辐射和传输特性，设计具有较高增益和方向性的天线结构。
同时考虑天线的尺寸、重量等因素，使得天线能够满足移动设备对天线外观和尺寸的要求。
其次，研究高性能MIMO天线的频率选择技术。
由于不同应用场景对频率的要求有所不同，因此需要选择合适的频率带宽和中心频率。
通过优化天线结构和电路参数，实现对特定频段的选择和传输优化。
第三，研究高性能MIMO天线的极化技术。
天线极化直接影响到信号的传输性能，因此需要研究不同极化方式的特性和应用场景。
常见的极化方式包括垂直极化、水平极化、局部极化和圆极化等。
最后，研究高性能MIMO天线阵列的优化配置方法。
通过计算机模拟和实验测试，对不同阵列配置的天线进行性能比较和优化。
同时考虑天线之间的互相干扰和相互耦合问题，提出解决方案并进行系统优化。
频谱工程组在ITU-R 5G频谱标准化工作中取得突破性成果
782018年1月 第 1 期（第31卷 总第244期）月刊2018年 第1期电信工程技术与标准化 开发与研究Massive MIMO application on 4GCHEN Yong-hui 1, WANG Yu-lin 1, CHEN Qi-ming 2(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Guangdong Branch, Guangzhou 510623, China; 2 China Mobilecommunication group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510623, China)Abstract As One of the key technologies for the next generation mobile cellular network (5G),with high spectraleffi ciency and energy effi ciency,Massive MIMO can signifi cantly improve the throughput of the system.On the research of 4G,the main digging performance of Massive MIMOis thebeamforming on downlink,receive diversity enhancement on uplink as well as other aspects of three-dimensional adjustableon beam. Through the analysis of Massive MIMO 4G technology standards progress and producttesting,deeply validate its technical superiority, pointed out the problems and propose solution ideas, andsummarize the Massive MIMO 4G technology applications recommended scenarios and provide someguidance for technical follow-up research and scale applications.Keywords Massive MIMO; 5G; new technology; 4G参考文献[1] 周杰等. 三维空间MIMO信道接收天线阵列互耦效应及系统容量分析[J]. 通信学报，2012(6).[2] 孟蕊. Massive MIMO收发技术联合设计研究[D]. 北京：北京邮电大学，2015.[3] 杨中豪, 等. 面向5G通信的Massive MIMO技术研究[J]. 中国新通信，2015(14).UE 相对分散的场景，是Massive MIMO 技术4G 化应用的较优场景，特别是在UE 相对静止以及位于中、远点时，性能提升尤其明显。
MIMO无线信道建模分析与仿真实现
MIMO无线信道建模分析与仿真实现MIMO无线信道建模分析与仿真实现摘要：近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术逐渐成为无线通信领域的热门研究方向之一。
本文通过对MIMO无线信道的建模分析与仿真实现进行研究，探讨了MIMO技术的基本原理、信道模型和系统性能评价等关键问题，为今后在MIMO技术研究领域的进一步深入工作提供了重要的参考。
一、引言随着电子设备的普及和无线通信需求的增加，无线通信技术的研究与应用也日益重要。
MIMO技术作为一种提高无线通信系统传输速率和可靠性的重要技术手段，受到了广泛的关注。
MIMO技术的基本原理是利用多个天线来传输和接收信号，并通过合理的处理和信号分配方式来提高系统的性能。
本文主要通过建模分析和仿真实现来探讨MIMO无线信道的基本特点和系统性能。
二、技术概述1. MIMO技术的原理MIMO技术利用多个发射天线和接收天线，通过多个独立的信道传输数据，从而提高了系统的传输速率和可靠性。
MIMO技术主要包括空时编码和空分复用两种方式。
2. MIMO信道建模MIMO信道建模是对信号在无线信道中传输过程进行描述的数学模型。
常用的MIMO信道模型有瑞利信道模型、高斯信道模型和纯频率选择性信道模型等。
本文主要以瑞利信道模型为例进行分析和仿真。
三、MIMO无线信道的建模分析1. 瑞利信道模型介绍瑞利信道模型是一种广义的无线信道模型，能够较好地描述实际无线信道中的多径效应。
瑞利信道模型的特点是具有时变性、时延离散性和频谱选择性。
2. 瑞利信道模型的数学描述瑞利信道模型可以通过复信道增益矩阵和复高斯白噪声进行描述。
复信道增益矩阵是一个矩阵，每个元素代表了信号在不同天线之间的传输增益；复高斯白噪声模拟了信道中的噪声干扰。
3. MIMO信道容量分析MIMO信道容量是衡量MIMO系统传输速率的重要指标。
通过对瑞利信道模型进行分析，可以得到MIMO信道的容量公式，并测量系统的信道容量。
MIMO系统中的信道建模与容量分析
MIMO系统中的信道建模与容量分析随着无线通信技术的不断发展，多输入多输出（MIMO）系统已成为提高无线信号传输效率和可靠性的重要技术手段。
MIMO系统通过在发送和接收端同时使用多个天线来实现多路传输和接收，并利用信道状态信息来优化信号传输。
为了有效地设计和优化MIMO系统，需要对信道进行准确的建模和容量分析。
首先，在MIMO系统中，信道建模是非常重要的一步。
信道建模即通过建立数学模型来描述信号在传输过程中所经历的衰落、延迟和失真等特性。
常用的信道模型包括射线模型、瑞利衰落模型和莱斯衰落模型等。
在MIMO 系统中，由于存在多个天线，信道建模需要考虑天线之间的空间相关性。
通常可以使用复正态分布来描述MIMO信道的相关性，其中的相关矩阵反映了天线之间的相关性和功率分配。
其次，容量分析是评估MIMO系统性能的重要指标。
容量分析可用于确定MIMO系统在给定条件下所能达到的最高数据传输速率。
基于信道状态信息的MIMO系统容量分析通常采用信息论的方法进行，而信息论关注的是在给定的信道条件下，数据可以以多快的速率传输而不发生误差。
因此，容量分析可以帮助我们确定有效的调制和编码方案，以最大化MIMO系统的数据传输速率。
在进行MIMO系统容量分析时，常用的性能指标包括信噪比、误码率和中位数吞吐量等。
信噪比是信号功率与噪声功率之比，可以衡量信号传输的质量。
误码率是指在给定信噪比条件下传输的错误比特数量，通常用于评估系统的可靠性。
中位数吞吐量是指在给定的信道条件下达到50%的数据传输速率，可以作为容量分析的参考指标。
进行MIMO系统容量分析时，需要先确定信道状态信息，即利用已有的信道测量数据或通过信道估计算法获取信道矩阵。
然后，根据所采用的调制和编码方案，通过信息论的方法计算出MIMO系统的容量。
常用的容量分析方法包括水容量法、差分熵和最大固定速率等。
除了信道建模和容量分析，还有一些其他方面需要考虑。
例如，天线选择和配置、功率控制、信道估计和预编码等都会影响MIMO系统的性能。
MIMO信道的三维互相关模型及其相关特性分析
文章编号:1001-2486(2006)06-0063-05MIMO 信道的三维互相关模型及其相关特性分析Ξ高 凯,张尔扬(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙 410073)摘 要:针对频率选择性衰落MI MO 移动信道,建立三维(3D )纯随机模型,并推导出3D MIM O 信道模型的联合空时频相关函数。
新的3D 模型统一了现有的多种信道模型,新的联合空时相关函数综合考虑了信道收发两端的多普勒扩展、信号到达方向与离开方向的3D 非均匀扩展与两端天线阵的配置。
最后基于新的相关函数,分析了非均匀角度扩展参数以及阵元配置参数的变化对MIM O 信道相关特性的影响。
关键词:MI MO 信道;三维模型;空时频相关函数中图分类号:T N91112 文献标识码:AA 3D Cr oss 2cor relation Model for MIMO Fading Channel an d ItsCr oss 2cor relation Perfor mance A nalysisG A O K ai ,ZH A NG Er 2yang(C ollege of Electronic Science and Engineering ,National Univ.of De fens e T echnology ,C hangsha 410073,China)Abstract :A 3D statis tical channels m odel for m ob ile frequen cy selective fading MIM O channels w as prop osed and a new joint space 2time 2frequency correlation function w as derived.T he 3D channels model in tegrates many kn own channel m odels and the new space 2time 2frequency correlation function tak es into account such parameters o f MIMO sys tem as the D oppler s pread ,the 3D ang le spread ,and antenna array con figuration.Furth erm ore ,the impact of n onuni form angle s pread and an tenna array con figuration on the Cross 2correlation Performance o f channels w ere analy zed bas ed on the new correlation function.K ey w or ds :MI MO channel ;32D model ;space 2time 2frequency correlation function近年来,MI MO 系统得到了广泛的关注。
3D MIMO系统中信道建模与容量研究.doc
3D MIMO(Three Dimension Multiple Input Multiple Output)系统通过采用三维波束赋形技术增大小区的垂直覆盖范围,从而更有效地避免小区间干扰、增加系统吞吐量、提高频谱效率,是下一代无线通信系统(5G)的关键技术之一。系统物理信道模型通过引入信号传播的俯仰角来建立,但是,该模型受到特定传播场景和需要大量实测数据的限制,不利于信道的理论分析。针对该问题,本文建立了适用于理论研究的基于张量的3DKronecker相关信道模型,并深入研究了3D MIMO系统容量的近似计算。
本文进行了如下的主要工作:第一:将3D MIMO信道用发射端、接收端和频域中的三维信道状态信息张量来描述,建立了基于维张量的3D MIMO物理信道模型。接着提出了一种通用的基于耦合的建模框架,即把信道状态信息张量分解为耦合张量、复高斯张量和三个酉矩阵的乘积。最后基于此建模框架,分别推导发射端、接收端和频域的相关矩阵,从而建立基于张量的3D Kronecker信道模型。
通过蒙特卡罗仿真,将此模型与物理张量信道模型进行对比,验证了所建模型的准确性。此外还仿真分析了此模型的信道性能。第二:采用了基于Kronecker积的3D Kronecker信道模型,并把此模型用于3D MIMO遍历容量的近似分析中。
基于泰勒级数展开,分别对单用户系统和多用户系统的遍历容量进行近似分析,推导出了对应的近似容量表达式,仿真验证了容量近似的准确性。最后又将近似容量用于多用户调度的问题中,对于经典的最大载干比(Maximum Carrier to Interference,Max C/I)调度算法,提出了一种基于二阶近似容量的新型调度函数,仿真表明,其系统容量能很好地逼近Max C/I调度算法的容量。
MIMO系统的原理及容量分析
MIMO系统的原理及容量分析MIMO系统的原理基于空间多样性和空间复用的概念。
通过在发送端和接收端使用多个天线，MIMO系统可以利用信道中存在的空间多径传播效应，以增加系统的容量和减小传输误差。
具体而言，MIMO系统通过同时发送多个独立数据流，每个数据流通过不同的天线进行发送，并且每个数据流通过信道的不同路径传播，从而实现在同一频率和时间资源上的多路信号传输。
MIMO系统的原理涉及到两个重要概念：空间复用和空间多样性。
空间复用是指多个独立的数据流通过不同的天线进行传输，从而在相同的频带宽度上同时传输多个数据。
空间多样性是指通过多个天线多径传播，增加信道的容量，并减小传输误差。
通过在发送端和接收端使用矩阵运算，MIMO系统可以对每个数据流进行编码和解码，从而使得系统可以同时传输和接收多个数据流。
MIMO系统的容量分析是评估MIMO系统性能的重要方法。
容量是指在给定的信道条件下，系统可以传输的最大数据速率。
对于MIMO系统来说，容量的计算需要考虑信道矩阵的特征值分解和均衡功率分配。
通过特征值分解，可以得到信道矩阵的奇异值分解（SVD），并通过SVD可以计算系统的容量。
具体而言，假设MIMO系统中有Nt个发射天线和Nr个接收天线，那么系统的信道矩阵H的维度为NrxNt。
通过对信道矩阵H进行奇异值分解，可以得到信道矩阵H的奇异值分解矩阵U、奇异值矩阵Σ和奇异向量矩阵V。
系统的容量C可以通过下式计算得到：C = log2(det(I + ρH*H')),其中，ρ为信道功率分配系数，I为单位矩阵。
容量分析可以帮助我们了解MIMO系统在特定信道条件下的性能和传输能力。
通过调整天线数量、功率分配和调制方式等参数，可以优化系统的容量。
此外，容量分析还可以帮助我们评估系统的可靠性和抗干扰性能。
综上所述，MIMO系统的原理和容量分析是深入了解和评估MIMO系统性能的重要内容。
通过了解MIMO系统的原理，我们可以了解到MIMO系统是如何利用空间多样性和空间复用来提高系统容量的。
互耦宽带MIMO系统容量分析
Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用
互耦宽带 MIMO 系统容量分析
傅金琳，侯春萍，李 科，阎 磊 FU Jin-lin，HOU Chun-ping，LI Ke，YAN Lei
天津大学 电子信息工程学院，天津 300072 School of Electronic & Information Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China E-mail：kimlin1984@
1 前言
移动无线通信系统受多径传播的影响，系统性能严重恶 化。多输入多输出（MIMO）系统能够利用空间信道中有效的多 径，提高通信系统的鲁棒性和系统的容量。因高速率信源数据 传输的要求，所以 MIMO 技术在系统容量提升方面的优势成为 近年来研究的热点[1-3]。以往的研究中通常假设不同发送接收对 之间的射频链路为信道独立不相关的，是在一种理想的情况下 研究 MIMO 系统的容量。而实际接收的从不同路径来的信号是 相关的，这在一定程度上降低了系统的容量[4-5]。
FU Jin-lin，HOU Chun-ping，LI Ke，et al.Analysis of broadband MIMO capacity with mutual puter Engi－ neering and Applications，2009，45（31）：102-105.
S
Σ zs，in=
vs is
=zsm+
j=1，j≠s
ij is
zsj
（9）
由式（9）可以看出，互耦效应改变了天线单元的输入阻抗，并且
某个天线单元对其他天线单元的影响与改天线单元上的激励
mimo 效果分类 空间分集 空间复用 波束赋形
mimo 效果分类空间分集空间复用波束赋形标题：深度探讨MIMO技术在无线通信中的应用与发展一、MIMO技术概述MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术是指利用多个发射天线和多个接收天线来进行无线通信的技术。
它可以大幅提高无线通信系统的容量和覆盖范围，为用户提供更加稳定和高速的通信体验。
在当今的无线通信领域，MIMO技术已经成为了一种主流的技术，并且在5G时代有望发挥更为重要的作用。
1. MIMO效果分类根据MIMO系统中天线配置和通信方式的不同，MIMO效果可以分为空间分集（Spatial Diversity）、空间复用（Spatial Multiplexing）、波束赋形（Beamforming）等多种分类。
其中，空间分集主要用于提高系统的可靠性和覆盖范围，空间复用可用于提高系统的容量和频谱利用效率，而波束赋形则可以用于精确定位和定向通信。
2. 空间分集技术空间分集技术是一种通过多天线接收来抵抗信号衰减的技术。
它利用接收端的多个天线接收到的信号间的差异，通过信号处理算法来抵消多径效应和时延扩展的影响，从而提高系统的可靠性和抗干扰能力。
空间分集技术在移动通信系统和室内无线通信系统中得到了广泛的应用，有效地提高了系统的覆盖范围和通信质量。
3. 空间复用技术空间复用技术是一种通过多天线传输来提高系统的通信容量和频谱利用效率的技术。
它利用发射端的多个天线同时发送不同的信号流，通过接收端的信号处理算法来将这些信号流分离开来，从而实现了多用户之间的独立传输，大幅提高了系统的频谱利用效率。
在5G时代，空间复用技术将成为提高系统容量的重要手段，为大规模物联网和高清视频传输提供了重要支持。
4. 波束赋形技术波束赋形技术是一种通过调整天线的辐射方向来实现定向通信的技术。
它利用信号处理算法对天线的相位和幅度进行精确控制，从而将信号能量聚集在特定的方向上，实现了对特定用户或特定区域的精确覆盖和通信。
分布式天线系统MIMO信道容量分析
分布式天线系统MIMO信道容量分析一、内容综述随着无线通信技术的不断发展，分布式天线系统(Distributed Antenna System,DAS)已经成为现代通信系统中的重要组成部分。
特别是在MIMO(多输入多输出)技术的应用背景下，分布式天线系统为提高系统性能和频谱效率提供了有力支持。
本文将对分布式天线系统的MIMO信道容量分析进行全面梳理，旨在为相关领域的研究者和工程师提供一个理论参考和实践指导。
首先本文将介绍分布式天线系统的基本概念、组成结构以及其在MIMO通信中的优势。
在此基础上，针对MIMO信道容量分析的基本原理和方法进行详细阐述，包括信道容量的定义、计算公式、性能指标等。
此外本文还将重点讨论分布式天线系统在MIMO通信中的信道建模方法，如香农费诺方程、高斯谢泼德方程等，以及这些模型在实际应用中的局限性和改进策略。
其次本文将对分布式天线系统的MIMO信道容量进行深入研究，包括单用户和多用户两种场景下的信道容量分析。
针对单用户场景，本文将探讨分布式天线系统如何通过引入阵列自适应技术和空间分集技术来提高信道容量；而对于多用户场景，本文将研究分布式天线系统如何利用波束形成技术、空时分组码(SpaceTime Block Coding,STBC)等技术来实现多用户同时传输和共享信道资源，从而提高整体系统性能。
本文将结合国内外相关研究成果，对分布式天线系统的MIMO信道容量分析进行总结和展望。
通过对现有理论研究和实际应用的分析，本文将提出一些有针对性的建议和发展方向，以期为进一步推动分布式天线系统在MIMO通信中的应用和发展提供理论支持和技术指导。
1.1 背景介绍随着无线通信技术的飞速发展，多输入多输出(MIMO)技术已经成为现代无线通信系统的重要组成部分。
MIMO技术通过在发射和接收天线之间引入多个天线，极大地提高了无线通信系统的频谱效率、抗干扰能力和数据传输速率。
然而随着MIMO系统容量的提高，信道容量分析变得越来越复杂，尤其是在分布式天线系统中。
MIMO信道建模与信道容量研究解析
重庆邮电大学研究生堂下考试答卷2013-2014学年第2学期考试科目移动通信系统姓名肖冬冬年级2013级专业信息与通信工程2014 年6月20日MIMO信道建模与信道容量研究肖冬冬①陈发堂②①(重庆邮电大学大学通信与信息工程学院重庆 400065)②(重庆邮电大学移动通信重点实验室重庆400065)摘要:多输入多输出(MIMO)技术被认为是现代通信技术中的重大突破之一，越来越成为无线通信领域的研究热点。
MIMO 技术是未来无线通信系统中实现高数据速率传输、改善传输质量、提高系统容量的重要途径。
然而，MIMO无线系统大容量的实现和其他性能的提高极大地依赖MIMO信道的模型。
因此需要建立相应的无线 MIMO 信道仿真模型来研究和评估 MIMO系统性能。
本文首先阐述了论文的研究背景和 MIMO 信道模型的发展现状，然后对 MIMO 信道的建模方法进行了分类，并介绍了基于相关矩阵法的信道建模方法和基于射线法的空间信道模型(SCM 信道模型)方法。
本文最后研究了 SCM 信道模型的空时相关性，信道特征值分布特性，并且分析了角度扩展，天线间隔和信道特征值分布与信道相关性的关系。
关键词：MIMO；信道容量；空间信道模型；相关性MIMO channel modeling and channel capacity studyXiao Dong-dong①Chen Fa-tang②①(Communication and Information Engineering college, Chongqing University of Posts andTelecommunications Chongqing 400065)②(Mobile Communications Research Laboratory, Chongqing University of Posts and Telecommunications Chongqing 400065)Abstract:The Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) technology is the most promising breakthroughs in improving system performance, capacity and spectrum efficiency. The performance promised by MIMO is highly depended on the propagation channel models. So the corresponding MIMO radio channel models are established to study and evaluate the system performance.At the beginning of this thesis, the background of this thesis and the current development situation of MIMO channel model are introduced. The methods of channel modeling including the correlation-based one and the ray-based one are also described. Finally, the spatial-temporal correlation properties and distribution of the spatial channel model are studied the effect of channel correlation on MIMO system capacity through the aspect of angle spread, antenna configuration and diversity is well analyzed.Keyword：MIMO; Channels capacity; Spatial Channels Model; Correlation1 绪论本章首先简述了论文工作的研究背景，回顾了 MIMO 信道模型的发展现状，然后介绍了两种信道建模方法，最后介绍了MIMO中的信道容量分析。
mimo虚拟阵列原理
MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）虚拟阵列是一种无线通信技术，它利用多个天线同时传输和接收信号，以实现更高的数据传输速率和改善系统性能。
MIMO虚拟阵列原理基于下述两个主要概念：空间复用和空间多样性。
1. 空间复用：MIMO虚拟阵列利用天线的多样性，将无线信道划分为多个独立的子信道。
每个子信道都可以独立地传输不同的数据流，实现多用户同时传输或接收数据的能力。
这种空间复用技术可以有效地提高无线系统的频谱效率。
2. 空间多样性：MIMO虚拟阵列通过在发送端和接收端使用多个天线，以利用信号在空间中的多个路径传播的特性。
由于无线信号在传播过程中经历反射、绕射和散射等现象，通过多个天线接收到的信号可以包含不同的路径增益和相位信息。
通过处理这些多径信号，系统可以利用空间多样性，提高通信质量和可靠性。
MIMO虚拟阵列系统在工作过程中，主要通过以下步骤实现数据传输：1. 发送端数据分流：待发送的数据通过调度算法被分成多个数据流。
每个数据流将被分配到不同的天线，以在空间上实现多样性传输。
2. 空间编码：发送端将数据流与一个空间编码矩阵相乘，以利用多个天线的多样性。
空间编码矩阵的作用是将数据流在空间上进行映射，并引入适当的编码冗余，以提高系统的抗干扰能力和误码率性能。
3. 信号发送：空间编码后的信号通过多个天线同时发送到空间信道中。
4. 接收端信号处理：接收端的多个天线同时接收到经过空间信道传播的多径信号。
通过对接收到的信号进行多通道处理、空时信号检测和解调，可以恢复出原始数据流，以及估计信道状况。
MIMO虚拟阵列技术在无线通信系统中已被广泛应用，如Wi-Fi、LTE（Long Term Evolution）和5G等。
它通过利用空间复用和空间多样性，可以显著提高带宽利用率、提供更高的数据传输速率和增强无线信号的可靠性。
互耦效应对双散射MIMO系统信道容量影响研究
（ ｃ ０ 如 ｏ ｆＣ ｏ ｍ ｐ ｕ ｔ ｅ ｒ ａ ｎ ｄＩ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｈｏ ｈ ｍ Ｕ ｎ ｗ ｅ ｍ ｉ ￣， Ｎ ａ ｎ ｊ ｉ ｎ ｇ ２ １ １ １ ０ ０ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
李岳衡 ，燕 璐 ，彭文杰 ， 谭 国平
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ（ 河海大学 计算机与信息学院 ， 江 苏 南京 ２ １ １ １ ０ ０ ）
摘 要 ：多入 多 出 （ ＭＩ Ｍ０） 传 输技 术 是 第 四 代 移 动 通 信 系 统 的 关 键 技 术 之 一 ， 而 小 尺 寸 间 隔下 天 线 阵元 间 的 互 耦 效应 则是 有 可 能影 响 ＭＩ Ｍ０ 系统 性 能 的 一 个 重要 因 素 。 文 中 首先 研 究分 析 了一 种 接 近 实际 电 波 传输 环境 的 、 收 发 端 皆存 在散 射 体 的 双 散 射 ＭＩ Ｍ ０信道传输模型 ， 然 后 将 天 线 互 耦 效 应 引入 此 ＭＩ Ｍ０传 输 系统 ： 接 下 来通 过 建 立 多天 线 系统 等 效 互 耦 效 应 网络 模 型 ． 推 导 了互 耦 效 应 影 响 下 空 间相 关 系数 和 信 道 容 量 表 达 式 ： 最后 通 过 计 算机 仿 真 研 究 了 双散 射 环 境 下 天 线 阵元 互耦 对 ＭＩ Ｍ０ 系统 信 道 容 量 的 影 响 。 仿 真 实验 表 明 ： 双散射环境下 ， 互耦 效 应 将 降低 Ｍ Ｉ Ｍ０ 系统信
第 ２ １ 卷 第 ４期
Ｖ０ １ ． ２１
Ｎｏ ． ４
3DMIMO关键技术的研究开题报告
3DMIMO关键技术的研究开题报告一、研究背景及意义随着通信技术的不断发展，人们对于无线通信带宽和速率的要求越来越高，而多天线技术是提高无线通信带宽和速率的有效手段之一。
MIMO技术已经成为了目前无线通信领域中最研究和应用最广泛的技术之一。
3DMIMO（3D多天线技术），是在传统MIMO的基础上增加了一个维度，即增加了一个高度的天线阵列。
3DMIMO技术用于室内和城市街区的超高速移动通信技术中，可以充分利用室内/室外空间发射和接收数据，减轻由于环境对通信所造成的影响，提高了信号品质，从而提高了网络容量和速率。
二、研究内容及方法本研究拟从以下两个方向进行研究：1. 3DMIMO技术的特点及其优势分析3DMIMO技术与传统MIMO技术的不同点和优缺点，并阐述3DMIMO技术在室内和城市街区的超高速移动通信技术中所具有的优势。
2. 3DMIMO技术的实现方法在分析3DMIMO技术特点和优势的基础上，阐述3DMIMO技术的实现方法，包括天线阵列的设计、信号处理算法、系统实现等方面。
三、预期成果及应用1. 阐述3DMIMO技术的特点及其优势，为相关研究提供一个参考和基础。
2. 对3DMIMO技术的实现方法进行阐述，为工程实践提供指导和支持。
3. 发掘3DMIMO技术的应用市场，促进该技术在实际应用中的推广和应用。
四、研究进度安排1. 第一周：了解3DMIMO技术的相关背景和研究现状。
2. 第二周：分析与3DMIMO技术相关的文献资料，研究3DMIMO 技术的特点及其优势。
3. 第三周：研究3DMIMO技术的实现方法，包括天线阵列的设计、信号处理算法、系统实现等方面。
4. 第四周：整理研究成果，撰写开题报告。
五、参考文献1. Zhang J, Zhao F, Mao J, et al. 3D massive MIMO systems: Challenges and future trends[J]. IEEE Wireless Communications, 2015, 22(4): 142-149.2. Wu S, Zhang X, Pan J Y, et al. 3D Massive MIMO: A survey[J]. China Communications, 2017, 14(12): 1-24.3. Viceconti D, Ugolini A, Piano A, et al. 5G technologies exploiting 3D MIMO for urban H2H wireless communications: A channel modeling perspective[J]. Journal of Electromagnetic Waves and Applications,2016, 30(13): 1770-1790.。
MIMO系统的信道容量分析及Matlab仿真剖析
MIMO系统的信道容量分析及Matlab仿真剖析学校代码 14199 学号 00909002 分类号密级本科毕业论文（设计）MIMO系统的信道容量分析及Matlab仿真教学部信息工程教学部专业名称通信工程年级 2021级学生姓名包宇坤指导教师黄威2021 年 5月 21 日本科毕业论文(设计)MIMO系统的信道容量分析及Matlab仿真摘要：MIMO技术是在通信系统的收发两端放置多根天线的一种通信技术。
多输入多输出技术是近年来无线通信领域理论研究的一个重大突破。
该技术能在不增加系统带宽和发射功率的前提下大大增加系统容量、提高系统频带利用率、改善系统的性能,从而成为新一代高数据率、多数据类型无线通信系统的关键技术。
众所周知,信道容量表示一个通信系统的极限传输率。
由于对容量分析结果会对实际通信系统的设计提供理论依据和指导。
因此,对MIMO系统信道容量的分析无疑是一个重要而基本的研究课题。
本文对MIMO系统进行了研究,主要集中在MIMO系统的信道容量分析。
首先从MIMO的概念入手，介绍了当前的无线通信技术。
然后围绕MIMO无线通信系统进行了展开，介绍了MIMO技术的基本原理、空时编码技术和MIMO系统的模型与容量。
随后对仿真软件MATLAB做了简单的介绍。
最后应用MATLAB软件对不同发射天线、不同接收天线、不同信噪比下的MIMO系统容量进行计算机仿真，并对仿真结果进行了分析。
关键字：MIMO技术,信道容量,空时编码,无线通信本科毕业论文(设计)Channel capacity of MIMO systems analysis and Matlab simulationAuthor ：Bao YukunTutor ：Huang WeiAbstract：Multiple-input-multiple-output (MIMO) is a communication technology thatmultiple antennas are set transmitters and receivers. It is an important breakthrough in the area of wireless communication. The system capacity and frequency spectrum efficiency of communication systems can be improved by this technology without extra frequency bandwidth and with no additional power expenditure. MIMO is becoming a key technology of the new generation high data rate wireless mobile communication system. As well known , the channelcapacity of a communications system is the limit of the transmission rate. The analysis results of capacity can provide the theoretical basis and guidance to the actual capacity communications system designed. Therefore, the MIMO system channel capacity analysis is an important and basic research topics.This paper investigates the MIMO system, mainly concentrated in thecapacity of the MIMO system. First of all, from the perspective of the concept of MIMO, this paper introduces the current wireless communication technologies. Then revolves around MIMO wireless communication system, introduces the basic principle of MIMO technology space-time coding technique and model and the capacity of MIMO system. After this, the paper makes a simple introduction about the simulation software MATLAB. At last, applies MATLAB software to simulate this system in different transmitting antenna, different receiving antenna and different signal to noise ratio. And make some analysis of the simulation results.Keywords：MIMO technology，channel capacity，Space-Time Coding，wirelesscommunication本科毕业论文(设计)目录第1章绪论 1 1.1MIMO的概念 11.2无线MIMO技术的研究现状 2 1.3 论文的主要内容 3 第2章 MIMO无线通信系统 42.1 MIMO技术的基本原理 4 2.2空时编码技术 5 2.2.1 空时编码技术及其分类 5 2.2.2 空时编码技术的应用前景 6 2.3 MIMO系统信道容量6 2.3.1 MIMO系统信道模型 62.3.2 MIMO系统信道容量推导 9 第3章 MIMO系统容量仿真 143.1 MATLAB简介 14 3.2搭建MATLAB仿真平台 14 3.3 MIMO系统信道容量的仿真和结果分析 16 结论18 致谢 19 参考文献 20 附录21本科毕业论文(设计)第 1 页第1章绪论未来移动通信的目标是，能在任何时间、任何地点、向任何人提供快速可靠的通信服务。
用于MIMO基站双极化天线单元设计及阵元互耦分析.doc
用于MIMO基站双极化天线单元设计及阵元互耦分析王永巍1姜兴2 侯轶3(桂林电子科技大学信息与通信学院, 桂林541004)摘要：利用缝隙耦合技术和双线馈电技术设计出了一种适用于移动通信中MIMO基站端的高增益、高隔离、双极化的Ｈ型缝隙耦合天线单元。
其结构简单，容易制作，成本低廉。
用三维电磁场仿真软件HFSS 进行了仿真，并对天线进行了测试。
仿真结果与实验吻合较好，单元增益到达9.3dBi，端口隔离度低于-40dB，并基于矩量法分析了MIMO系统中天线阵元间的互耦作用，通过仿真得出了架设在有丰富的散射环境地方的基站天线阵最小阵元间距。
关键词：双极化，缝隙耦合馈电，基站天线，耦合，矩量法Design of Dual-polarized Antenna used for MIMO Base Station andAnalysis of Array Element Mutual CouplingWang Yongwei1Jiang Xing 2Hou Yi 3(School of Information and Communication Engineering, Guilin University of Electronic Technology Guilin 541004)Abstrate: A high-gain, high isolation, dual-polarized coupling of H-type slot antenna is designed by using Coupling slot technology and two-gap-coupled feed technology for MIMO mobile communication base station. The simple structure is tunable. By using three-dimensional electromagnetic field simulation software HFSS to simulate, an antenna is designed and tested. The simulation results agree well with the measured data, the gain is 9.3 dBi and the port isolation is lower than-40dB. Based on the MOM, the analysis focuses on mutual coupling between the array elements of MIMO systems. It gets the smallest base station antenna array elements spacing which is set up in a rich scattering environment by simulation.Key words:Dual-polarisation；Coupling slot；base-station antenna；mutual coupling；method of moments1 引言移动通信业务在容量和质量上的不断升级，而且工作频带在移动通信中已经是非常拥挤，因此，必须采用先进的技术有效地利用有限的频率资源，满足高速率、大容量的业务需求；同时克服高速数据在无线信道下的多径衰落[1, 2]。
接收天线选择对MIMO-OFDM系统信道容量的影响
接收天线选择对MIMO-OFDM系统信道容量的影响
顾朝志;张磊;李莉
【期刊名称】《重庆理工大学学报》
【年(卷),期】2014(028)002
【摘要】将MIMO的天线选择方法引入MIMO-OFDM系统。
仿真分析了递增、递减、最大范数法等在接收天线选择中的性能，并给出接收天线选择联合信号处理算法如MRC、EGC等对系统性能的影响。
仿真结果表明：接收天线选择会降低信道容量，而联合信号合并算法对信道容量有提高作用。
【总页数】4页(P72-75)
【作者】顾朝志;张磊;李莉
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.5
【相关文献】
1.接收天线选择对MIMO-OFDM系统信道容量的影响
2.多输入多输出系统发射天线选择对系统信道容量的影响
3.基于空时分组码的接收天线选择对MIMO系统性能的影响研究
4.MIMO系统中最大化信道容量的联合发射与接收天线选择算法
5.分布式MIMO系统天线选择对信道容量的影响
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｔｅ ｅ ｕ ｖ ｅ ｔ ｅ ｗｏ ｋ ｍ ｏ ｅ ｆｔ ｅｍｕ ｔ ｌ — ｎ ｅ ｎ ． ｅ ｇ ｎ ｒ ｌ ｐ ｔ ｏ ｒ ｌｔ ｎ ｅ ｐ ｅ ｓｏ ｓｏ ｈ ｎ ｌ ｄ ｌ ｔ ｈ ｑ ｉ ａ ｎ ｔ ｒ ｄ ｌ ｌ ｐ ｅ ａ ｔ ｎ ａ Ｔｈ ｅ ｅ ａ ａ ｉ ｃ ｒｅａ ｉ ｘ ｒ ｓ ｉ ｎ ｆ ａ ｅ ｌ ｎ ｏ ｈ ｉ ｓ ｌ ａ ｏ ｃｎ ｍｏ ｅ ｈ ｗｉ ｔｅ ｉ ａ ｔｏ ｔ ａ ｏ ｐ ｉ ｇ ｗｅ ｅ ｄ ｒｖ ｄｉ ｅ ｔｒ ｅ ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｐ ｔ ｌ ｈ ｎ ｌ ． ｈ ｎ ｔ ｅ ｒｃ ｉ ｅ ｓｗｅ ｅ ｄ ｆｅ ｅ ｔ ｈ ｍｐ ｃ ｆｍｕ ｕ ｃ ｕ ｌ ｒ ｅ ｅ ｔ ｅ — ｉ ｎ ｉ ｎ ｌ ａｉ ａ ｅ ｓ Ｗ ｅ ｅ ｅ ｖ ｒ ｒ ｉ ｒ ｎ ｌ ｎ ｉ ｎｈ ｈ ｓ ａ ｃｎ ｈ
ｎ ｅ ｎ ｒ ｓ ｔ ｆ ｃ ｏ ｎ ｕａ ｐ ｍｅｅｓ ｓ ｉ ｅ ｉ ａ ａ ｉ ｈ ｆ ａ ｖ ｌ ａ ｔｎ ａ ａｒｙ ， ｅ ｅ ｅ ｔ ｆｔｅ ａ ｇ ｌ ａａ ｔｒ ａｓ ｃａ ｄ ｗ ｔ ｔｅ ｍｅ ｚ ｔ ｏ ｒｉａ ＭＡＯ ） ａ ｉ ｔ ａ ｈ ｆ ｈ ｒ ｒ ｏ ｔ ｈ ｈ ｎ ｍｕ ｒ （ Ａ ， ｍｕ ｚ ｈ ｓｒ ａ （ ）ｍｅ ｔ ｌｖ ｔ ｎｏ ｒ ａ ＭＥ Ａ） ｎ ｅ ａ ｏ ｒａ （ Ｓ ｏ ｅＭＩ Ｏ ｓ ｓ ｍ ａ ａ ｉ ａ ｖ ｓ ｇ ｔｄ ｐ ｅｄ ＡＳ ， ａ ｅ ａ ｏ ｆ ｒｉ ｌ Ｏ ａ ｄｅ ｖ ｔ ｎｓ ｅ ｄＥ ） ｎｔ Ｍ ｔ ｃｐ ｃ ｙｗ ｓ ｎ ｅ ｔ ａｅ ． ｎ ｅ ｉ ａ ｖ （ ｌ ｉ ｐ ｈ ｙｅ ｔ ｉ ｉ
ｆ ．ｏｌ ｅ ｆ ｌｃ ｏ ｉ ＆ Ｉｆｒ ｔ ｎＥ ｇｎ ｅ ｎ ，Ｎ ｎｉｇ ｉｅｓ ｙｏ Ｉｆｒ ｔ ｎＳ ｉｎｅａ ｄ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｎ ｎｉｇ２ ０ ４ ． ｈｎ ； １ ｌ ｇ ｏ Ｅｅ ｔ ｎｃ ｎｏｍａ ｏ ｎ ｉｅｒ ｇ ａ ｊ Ｕｎｖ ｒ ｔ ｆ ｎｏｍａ ｏ ｃ ｃ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ， ａｊ Ｃ ｅ ｒ ｉ ｉ ｎ ｉ ｉ ｅ ｎ ｎ １ ０ ４ Ｃ ｉａ
第 ３ 卷 第 ６期 ３ ２１ ０ ２年 ６月
通
信
学
报
、 ．３ ｂ１ Ｎｏ． ３ ６
Ｊ ｎ ０１ ｕ ｅ２ ２
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｎＣｏ ｍ ｕ ｉ ａபைடு நூலகம் ｎ ｏ ｒ ａ ｍ ｏ ｎｃ ｔ ｓ ｏ
三维 空间 ＭＩ ＭＯ 信道接 收天线 阵列互耦效应及系统容 量分析
周杰 一 ． ，陈靖峰 １ ，邱琳 １ 菊池久和 ７
２Ｄｅ ｔＯｆ ｅ ｔ ｎｃａ ｄＥｅ ｔｉａ ｇｎ ｅｉ ｇ Ｎｉ ａａＵｎｖ ｒｉ ， ｉａａ９ ０２１ １ Ｊｐ ｎ ． ｐ． Ｅｌｃｒ ｉ ｌｃｒｃ ｌ ｏ ｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ， ｉ ｔ ｉｅｓｔ Ｎｉ ｔ ５ — ８ ，ａ ａ ） ｇ ｙ ｇ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ａ ｈ ｎ ｅ ｄ ｌ ｏ ｅ ｕ ｎ ｙ ｎ ｎ ｅ ｅ ｔ ｅ Ｒａ ｌ ｉ ｈ ｆ ｄ ｎ Ｉ Ｏ ｈ ｎ ｅ ｓ ｅ ｐ ａ ｄ ｔ ｅｃ ａ ｎ ｌ ｄ ｌ ｓｒ ｃ ： ｃ ａ ｎ ｌ ｍｏ ｅ ｒ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｓ ｌ ｃ ｖ ｙ ｅ ｇ ａ ｉ ｇ Ｍ Ｍ ｃ ａ ｎ ｌ ｆ ｆ ｉ ｗａ ｔ ｈ ｓ ｕ ｎ ｈ ｎ ｅ ｍｏ ｅ
ｉ ｔ ｒ ｅ ｄｉ ｅ ｏ ｌｓ ｔａ ｈａ ‘ ｈｒ ｍ ｎｓ ｎａ ｐａ ｉ ｌ ｌａ ｎ ｌ ｅ － ｌ ｎｉ ｃｌ ｎｎｅ ｏ ｌ ｌ ｍ ｄｅ ｓ ｏｅ
Ｚ ＯＵ Ｊ ， Ｈ Ｎ Ｊ ｇｆｎ Ｑ Ｕ Ｌ ｎ， Ｓ ＡＺ Ｋ ｋ ｃｉ Ｈ ｅｒ Ｃ Ｅ ｎ — ｇ， Ｉ ｉ ＨＩＡＫ Ｕ ｉｕ ｈ ｉ ｉ ｅ
（ ．南京 信息 工程 大学 电子 与信 息工程 学 院 ，江 苏 南京 ２ ０４ ；２日本 国立新 泻大 学 工学 部 电气 电子工 学科 ， 日本 新泻 ９０２８ ） １ １０ ４ ． ５—１ １
摘
要 ：针 对 非 频 率 选 择 性 瑞 利 衰 落 ＭＩ ＭＯ（ ｌｐｅｉｐ ｔ ｌｐｅｏ ｔｕ） 道 ， 建立 了接 收天 线 阵列 的三 维 空 间 ｍｕｔ ｌ— ｕ ｍｕｔ ｌ—ｕｐ ｔ ｉ ｎ ｉ 信
信道模型 ， ＭＩ 的一般信道建模推广 Ｎ－维 空间域。 建模过程 中利用天线 阵列在互耦效应下 的等效网络模 将 ＭＯ － 在
型， 推导 出三维空 间域模型 下的互耦相关 性的通用 表达式， 明了互耦效应下相关性与无互耦相关性之 间的关系 。 阐
应用通用表达式分析 了当接收端为不 同的天线 阵列 结构时，入射信 号的中心到达角和角度扩展分别对于在互耦效 应 下信道容量的影响 。分 析结果验 证了不同的角度扩展对于互耦相关性的影响，揭示 了在互耦效应下影响系统容
量 的 主 要 因 素 为 入 射 信 号 的 平 均 中心 到 达 角 。
关键 词：天线阵列；信道模型 ；互耦效应 ；信道容量 ；角度扩展 中图分 类号：Ｔ ９ １ Ｎ １． ６ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ．３Ｘ（０ ２０ ．０ １１ ００４ ６ ２ １）６０ ０ ．０
Ｅｆｅ ｔ ｆ ｕ ｕ ｌ ｏ ｐ ｉ ｇ ａ ｄ ａ ｔ ｎ ａ ｃ ｒ ｅａ ｉ ｎ ｏ Ｉ Ｏ ｙ ｔ ｍ ｆ ｃ ｔ ａ ｕ ｌ ｎ ｎ ｅ ｎ ｏ ｒ ｌ ｔｏ ｎ Ｍ Ｍ ｏ ｍ ｃ ｎ ｓ ｓｅ
ｓ ｔｉ ｇ ｗ ａ ｘ ｅ ｄｅ ｏ ｔ ｅ — ｉ ｅ ｉ ａ ｐａ ｅ Ｔｈ ｕｔ ｌｃ ｕｐ ｉ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｅｅ ｅ ｓ ｗａ ｎａｙｚ ｄ ｓ ｄ ｎ ｅ ｔｎ ｓｅ ｔ ｎ ｄ ｔ ｈｒ ｅ ｄ ｍ ｎｓｏｎ ｌｓ ｃ ． ｅ ｍ ｕａ ｏ ｌｎｇ ｂｅｗｅ ｎ ｎｔｎｎ ｌｍ ｎｔ ｓａ ｌ ｅ ｂａ ｅ ｏ