第2章无线信道与MIMO信道..

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MIMO-OFDM无线信道与系统

第一章无线信道1.1 概述无线信道系统主要借助无线电波在空中或水中的媒介传播来实现无线通信，其性能主要受到移动无线信道的制约和影响。

与有线通信不同，无线通信系统的发射机和接收机之间的传播路径非常复杂，从简单的室内传播到几千米或几十千米的视距（LOS）传播，会遭遇各种复杂的地物，如建筑物、山脉和树叶等障碍物的非视距（NLOS）传播。

由于无线信道不像有线信道那样固定并可预见，而是具有很大的随机性，甚至移动台的速度都会对信号电平的衰减产生影响，以上因素都造成无线信道非常难以分析。

仔细分析无线信道的传输特点，是提高无线传输效率和质量的前提，一般用统计方法来分析和建模无线信道。

1.2信号传播方式在无线环境下进行通信，信号可能要经过许多的障碍物，如大楼、街道、树木以及移动的汽车等。

信号的传播途径大致可分为4种：（1）直线传播在较广阔的地区，如郊区或农村。

然而在城市环境中，直线传播很少见。

（2）反射信号往往经过大的建筑物、平坦的地面和高山反射。

反射是信号传播的一种重要途径。

（3）折射信号经过障碍物的边界时，经折射绕过障碍物而到达目的地，信号经折射后衰减很大。

因此，在无线信道模型中，一般忽略这种传播途径。

（4）散射当信号遇到一个或多个较小的障碍物时，出现散射现象，即信号分成了许多个随机方向的信号。

散射在城市通信中为最重要的一种传播方式。

信号经散射后很难预测，因此理论上的建模往往建立在统计分析的基础上。

在实际环境中，信号利用障碍物的反射、散射或直线传播等，经多条路径到达接收端，即多径传播，从而形成了多径传播。

1.3移动无线信道的衰落特性移动无线信道是一种时变多径信道。

无线电信号通过移动信道时会遭受来自不同途径的衰减损害，这些来自不同途径的衰减损害对通信系统的性能带来极大的影响。

这些算还可以归纳为三类。

接收信号的功率可用公式（2-1）表示为：()()()n P d d S d R d -=⋅⋅ 式中，d 表示移动台到基站的距离。

MIMO技术杂谈(二)：犹抱琵琶半遮面--MIMO信道中隐藏的秘密

MIMO技术杂谈（二）：犹抱琵琶半遮面--MIMO信道中隐藏的秘密犹抱琵琶半遮面--MIMO信道中隐藏的秘密无线通信中，最让人难以捉摸的，就是那看不见，摸不着的无线信道了。

但是，正因为它的变化莫测，才让无线通信具有了独特的魅力。

正如Tse在他的大作《无线通信基础》（Fundamentalof Wireless Communication）中说的：衰落和干扰，让无线通信的研究变得有趣。

然而衰落本身来无影，去无踪，研究中，我们也只能通过概率统计的方法，才能捕获它扑朔的身影。

无线信道根据其自身特点和研究需要，可以建模成多种模型。

其中最经典的，江湖人称“独立同分布模型（independentlyand identically distribute，简称i.i.d）”。

比如在介绍一个传播环境时，我们说“……在一个4x1的MISO系统中，假设每条路径的传输成功率都是1/2……”描述的就是这种模型。

其中“独立”和“同分布”俩个名词都源自概率论。

“独立”是说每条路径的传输成功与否，相互之间并不影响；而“同分布”表示概率分布相同，即成功率都是1/2。

我们已经知道，对付这种信道最有效的方法之一就是分集，获得的分集增益越多，传输的可靠性就越高。

但是，分集技术的应用并没有让江湖太平多久，“衰落相关性”的出现，又在江湖上掀起了一阵波澜。

为了更好的理解相关性的概念，我们先来看一个例子。

比方说我们有一车货物要从A地运到B地，有3条路可以选择，分别经过城市X，Y，Z。

但X市和Y市的地理位置非常接近。

在出发前我们听到天气预报说X市会有大雨，那我们一定会选择绕道走Z市，而不选择Y市。

为什么？答案很简单，X与Y市离得那么近，若X市大雨，Y市天气也好不到哪去，这种天气间相互影响的现象就说明X市与Y市的天气具有相关性。

所以用一句话概括相关性，就是“他好，我也好”。

原来我们有3条路可选，但因为X与Y市天气条件近似，实则只有两条路线可选，其中一条神秘的“消失”了，这种现象对MIMO系统会产生什么样的影响呢？在MIMO系统中，“衰落相关性”扮演者同样的角色。

浅谈MIMO无线信道中空间相关性

引言MIMO 表示多输入多输出。

读/maimo/或/mimo/，通常美国人前者，英国人读后者，国际上研究这一领域的专家较多的都读读/maimo/。

通常用于IEEE 802.11n，但也可以用于其他802.11 技术。

MIMO 有时被称作空间多样，因为它使用多空间通道传送和接收数据。

只有站点（移动设备）或接入点（AP）支持MIMO 时才能部署MIMO。

MIMO(Multiple-Input Multiple-Out-put)系统是一项运用于802.11n的核心技术。

802.11n 是IEEE继802.11b\a\g后全新的无线局域网技术，速度可达600Mbps。

同时，专有MIMO 技术可改进已有802.11a/b/g网络的性能。

该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。

根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO(Single-Input Single-Output)系统，MIMO还可以包括SIMO(Single-Input Multi-ple-Output)系统和MISO(Multiple-Input Single-Output)系统。

测量原理利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。

前者是利用MIMO信道提供的空间复用增益，后者是利用MIMO信道提供的空间分集增益。

实现空间复用增益的算法主要有贝尔实验室的BLAST算法、ZF算法、MMSE算法、ML 算法。

ML算法具有很好的译码性能，但是复杂度比较大，对于实时性要求较高的无线通信不能满足要求。

ZF算法简单容易实现，但是对信道的信噪比要求较高。

性能和复杂度最优的就是BLAST算法。

该算法实际上是使用ZF算法加上干扰删除技术得出的。

目前MIMO 技术领域另一个研究热点就是空时编码。

常见的空时码有空时块码、空时格码。

空时码的主要思想是利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率。

无线移动信道及MIMO系统信道模型

然ＭＯ系统信道模型。
［关键词］ＭＯ衰落信道分集枝术ＭＩ
１引言．
ＭＩＭＯ系统的信道是无线信道，其信道环境十分恶劣，因而研究其信道特征对于研究ＭＩＭＯ系统有至关重要的意义。在无线通信系统中，由基站发射机到移动台之间的无线链路称为前向链路或下行链路，由移动台到基站接收机的无线链路称为反向链路或上行链路。无线电信号在上行链路和下行链路中都会受到无线移动信道的影响。２无线移动信道的信道特征．无线通信信号的传播模型从统计特性上可分为大尺度（ｒｅｓａ）Ｌｇ—ｅｌａｅ传播模型和小尺度（ｍａ— ｃｌ传播模型。大尺度传播模型描述的是发Ｓｌｓｅｌａ）射一接收距离很大（数百或数千米）的信号强度变化，时常用来估计某个发射机的无线覆盖范同。小尺度传播模型主要描述非常短的距离（几个波长）非常短的时间间隔（或秒级）内接收信号强度的迅速变化。大尺度传播模型常简称路径损失模型，尺度传播模型简称衰落模型。小大尺度传播模型主要预测无线覆盖范同。而小尺度传播模型主要描述由于无线信号的多径传播或者通信双方相对移动，接收机收到的信号幅度将有剧烈起伏的现象。３改善衰落信道性能的方法．在实际的无线移动通信系统巾，必须采用某些方法来克服这些不利因素的影响，改善信道质量，从而达到改善通信质量的目的。通常我们采用的技术有均衡、信道编码和分集等等。其中均衡主要用于补偿信道中由于多径传播造成的符号间干扰。当传输的调制信号的带宽超过了无线信道的相关带宽时，就会产生符号间干扰，同时造成调制信号的带宽展宽。通过均衡技术，可以对信道的幅度和时延进行补偿，而消除符号问干扰。从另一种技术是信道编码，即通过在发送的信息中通过某种算法增加额外的冗余符号，以牺牲信道的效率为代价，改善信道的性能，从而提高信道的可靠性。在发射端，经过编码器实现的某种信道编码算法将输入的原始信息数据流影射为一个添加了更多冗余符号的编码数据流；在接收端，经过译码器内实现的相应的译码算法，利用冗余的符号纠正编码数据流在信道传输过程中形成的部分或全部误符号。通过这种方法，可以在牺牲频带利用率的条件下换取信道可靠性的提升。为了对抗信道造成的衰落，我们通常采用分集的方法。采用分集技术可以有效地改善链路的质量，同时提高通信的可靠性和有效性。分集的基本思想是：如果接收端得到多个独立的发送信号的样本，这些样本的衰落又是不相关的，这些样本就会有的衰落严重，的衰落较轻，有也就是说，这些样本同时严重衰落到无法检测的概率是大大降低了。通过对这些样本进行合理地组合，以大大地降低衰落带来的不利因素，可从而提供传输的可靠性。目前常用的分集包括时间分集、频率分集和空间分集… 。３１间分集．时通过在不同的时隙发送相同的消息，而这些时隙的信号衰落又互不相关，则可以获得时间分集。非相关时隙的最小间隔是信道的相干时间，相干时间是信道衰落保持相关的时问段的统计值，与信道的最而它大多普勒频移成倒数关系。在数字通信领域，差错控制编码与非编码系统相比可获得编码增益，移动通信中，在我们是用差错控制编码和交织相结合来获得时间分集，中差错控制编码是用来获得时域冗余的，其而交织技术是用来保证接收端得到不相关的发送信号副本。由于交织会引入解码时延，因此它只适合于快衰落信道，这样由于相十时间较短交织引入的解码时延相对较小。３．２频率分集在频率分集中，同的消息通过不同的频率传送到接收端，相如果这些不同的频率间隔大于信道的相十带宽，就会经历独立的衰落，从而获得频率分集。信道的相干带宽是信道衰落保持相关的频率间隔，与信它道最大时延弥散成倒数关系。在移动通信系统中，直接序列扩频、多载波调制和跳频技术，都是应用频率分集的例子。３３空间分集＿空间分集又叫天线分集，利于在发射端和接收端放置在空间上分开一定距离的多个发射或接收天线，产生多个独立的衰落信道。一般距

《MIMO及信道模型》课件

MIMO技术的应用场景
MIMO技术广泛应用于无线通信系统，如4G、5G移动通信系统、无线局域网（WLAN）、无线个人域网
（WPAN）等。
输标02入题
在4G和5G移动通信系统中，MIMO技术被用于提高小区的覆盖范围和边缘用户的传输速率，同时也可以提高系统的整体吞吐量。
01
03
以上内容仅供参考，具体内容可以根据您的需求进行调整优化。
MIMO技术利用了无线信道的散射和反射特性，通过空间复用和分集增益，提高了无线通信系统的传输速率和可靠性。
MIMO技术的原理
MIMO技术的基本原理是利用多天线之间的独立性，将数据流分解成多个并行子流，在多个子流上同时传输，从而提高了传输速率。
在接收端，多个天线接收到的信号经过处理后，可以恢复出原始的数据流。MIMO技术通过信号处理算法实现信号的分离和合并，从而提高了信号的抗干扰能力和传输可靠性。
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天线选择
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最大信噪比 (Max-SNR): 选择能提供最大信噪比的发射天线。
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轮询 (Round Robin): 轮流使用每个天线进行传输，确保均衡使用。
05
CHAPTER
MIMO系统实现难点及挑战
信号处理复杂度
MIMO信号检测算法复杂度
考虑了信号在传播过程中因反射、折射和散射产生的多径效应，适用于室内和室外非视距（NLoS）环境。
MIMO信道模型的特点
高数据速率
通过在发射端和接收端使用多个天线，提高了数据传输速率。
抗干扰能力强
通过分集技术，降低了信号被干扰的风险。
频谱效率高
通过空间复用技术，提高了频谱利用率。

MIMO是什么-MIMO的分类及信道的秘密

MIMO是什么?MIMO的分类及信道的秘密
01
—
MIMO是什么
在这个万物互联的时代，手机作为我们和外界联系的窗口，似乎已经成为了我们身体的一部分。

而手机是无法自己上网的，和手机进行通信的通信网络，已经变得跟水和电一样。

畅快上网的时候，感觉不到这些幕后英雄的重要，一旦离开就感觉跟活不下去了一样。

按流量收费的时代，曾几何时，1M流量收费一块，普通人一个月也就几百M，用一点少一点，哪敢无时无刻刷抖音啊。

因此，看到wifi，就有了安全感。

我们来看看无线路由器长什么样子。

好家伙，8根天线，都快成蜘蛛了。

看起来很牛逼的样子。

实际呢，信号能多穿两堵墙？还是网速能倍增？
这些效果还真都可以达到。

效果当然是通过这么多天线来实现的，这就是大名鼎鼎的MIMO技术。

MIMO，说人话就叫：多输入多输出（Multi Input Multi Output）。

可这听起来还是不够像人话。

我们这样想一下，如果通过网线上网的话，连接电脑和网络的就是一根实际的线缆。

现在我们通过天线把信号在空气中用电磁波来传送，空气就起到跟网线一样的作用，都是传输信号的通道，叫做无线信道。

那么咋样能让网速更快呢？
显然，多来几根天线，多几根虚拟的网线一起收发数据，就能解决问题。

这个多输入多输出，就是针对这个无线信道来说的。

无线路由器如此，在那高高的铁塔上，4G基站和你的手机也在做着同样的事情——为了。

mimo技术原理

MIMO技术优势与应用领域
技术优势
MIMO技术具有以下优势：提高系统容量和传输速率；提高信号传输的可靠性和稳定性；降低误码率和重传率；支持多用户同时通信等。
应用领域
MIMO技术广泛应用于无线通信的各个领域，如移动通信、无线局域网（WLAN）、无线城域网（WMAN）、卫星通信等。在移动通信中，MIMO技术可以提高数据传输速率和用户体验；在WLAN中，MIMO技术可以提高网络覆盖范围和吞吐量；在WMAN 中，MIMO技术可以提高城域网传输效率和覆盖范围；在卫星通信中，MIMO技术可以提高卫星通信系统的容量和可靠性。
计算方法
介绍MIMO信道容量的计算方法，如香农公式、注水算法等，并分析其适用场景和优缺点。
信道传输特性影响因素探讨
天线配置
分析天线数量、排列方式、极化方式等因素对MIMO信道传输特性的影响。
多径效应与散射环境
分析多径效应和散射环境对MIMO信道传输特性的影响，包括多径时延、角度扩展等参数的变化规律。
AI与MIMO的融合
人工智能技术的引入将助力大规模MIMO实现更智能的信号处理和资源管理，提升系统性能。
当前面临挑战及未来研究方向
信道建模与估计
复杂多变的无线信道环境是MIMO技术面临的主要挑战之一，未来需进一步研究更精确的信道建模与估计方法。
多用户干扰管理
多用户MIMO系统中，用户间干扰是影响系统性能的关键因素，有效的干扰管理策略将是未来研究的重要方向。
越好。
04
MIMO天线设计与优化方法
天线阵列布局规划及优化策略
阵列布局规划
根据MIMO系统需求，确定天线数量、排列方式和间距，以最大化空间复用增益和分集增益。

MIMO信道的信道容量

Pi 1/ 0 1/ i 0 P
其中 0 为某个门限值。由此得到信道容量为
i 0 i 0 （1-6）
C B log 2 (
i: i 0
i ) 0
对于有一个发送天线和多个接收天线的单入多出系统，或者有多个发送天线一个接收天线的多入单出系统，也可以定义出收发都有理想信道信息时的容量。这些信道可以通过多天线获得分集增益和阵列增益，但没有复用增益。当发送端和接收端都已知信道信息时，其容量等于信号在发送端或接收端进行最大比合并后得到的 SISO 信道的容量为
1 引言
信道容量的计算是研究噪声信道的主要关注点之一。信道容量的定义是以任意小的差错率传输信息的最大速率，它建立了可靠通信的基本极限。因此，信道容量广泛应用于衡量通信系统的性能。本文的主要目标是研究与 MIMO 无线信道有关的信道容量。 MIMO 信道的香农容量是能够以任意小的差错率传输的最大数据率。中断容量则定义为能使中断率不超过某个数值的最大数据率。信道容量的大小和收发两端是否已知信道增益矩阵或其分布有关。下文先给出不同信道信息假设下静态信道的容量，它是其后讨论的衰落信道容量的基础。
MIMO 信道的信道容量
摘要
由于 MIMO 可以在不需要增加带宽或总发送功率耗损（transmit power expenditure）的情况下大幅地增加系统的资料吞吐量（throughput）及传送距离，使得此技术于近几年受到许多瞩目。MIMO 的核心概念为利用多根发射天线与多根接收天线所提供之空间自由度来有效提升无线通信系统之频谱效率，以提升传输速率并改善通信品质。研究 MIMO 信道的容量是对 MIMO 进行深入分析的基础，本文分析了 MIMO 信道的容量计算方法，分别介绍了在静态信道中的注水法、平均功率分配法信道容量，以及衰落信道中遍历容量和中断容量。关键词：MIMO，信道容量，注水法，平均功率分配，遍历容量，中断容量

mimo基础知识讲解

无限宽）：
1. 无线信道的特点和MIMO信道的容量－先农定理
由此得到不计带宽代价下实现正确数据传输的信噪比下限：
带宽归一化，W --1, 以星座映射后的复数域来看：
带宽归一化，W --1, 从实数和复数两维来看： W --1/2
1. 无线信道的特点和MIMO信道的容量－先农定理
如果有一天，数学给予今天的“随机分枝”以“确定性模型”，世界的宗教分枝统一于“数学”，数学在广义上也是宗教，始作俑者打了个标签“唯物”，成了“科学”。
1. 无线信道的特点和MIMO信道的容量
1.1.3 无线信道的主要特点和数学模型信道函数：信道函数中的相位函数：
多径时延扩展-----频率选择性衰落-----相干带宽：多径 Doppler扩展-----时间选择性衰落-----相干时间：移动角度扩展-----空间选择性衰落-----相干距离：位置角度
由此从容量上限得到效率上限：
1. 无线信道的特点和MIMO信道的容量－先农定理
平均信号功率的计算： k: 每符号的bit数；Eb:每bit能量；T：一个符号持续的时间 R=k/T:传码率；t能量；T：一个符号持续的时间噪声功率：由此效率上限写成：在一定的传输速率下，有限的带宽下，一定的白噪声下：一定，实现无误码传输的每bit能量下限（香农届）：
1. 无线信道的特点和MIMO信道的容量
多种标准面临的共性问题：高速，低误码，移动中的通信质量，便携性，网络的连通性，其它用户的干扰。( 这些问题有些是共性的，有些是移动通信所特有的，移动通信发展到如今的历史方位上，可靠的高数据速率是主流要求，速率，带宽，低功耗；对抗无线，移动，时变，主要矛盾的载体是无线信道)
无线信道的特点和mimo信道的容量113无线信道的主要特点和数学模型对于时不变信道的主要干扰包括加性干扰和乘性干扰加性的高斯白噪声是通信系统不可避免的所以通常所说的理想信道实际上是包含高斯噪声的信道而乘性干扰是无线信道的主要特点和技术瓶颈信道估计均衡都是对乘性干扰的技术和矫正当然对于多径特点在数学上既可以归并为加性也可以归并到乘性不能拘泥于一种来谈但是需要明确的是只有高斯噪声的信道是视为理想信道来研究的无线通信的核心是对信道传输函数中除高斯外的非理想因素进行矫正改进

mimo技术

mimo技术MIMO技术是一种通信技术，全称是多输入多输出技术。

它的发展历程源于20世纪末名为MIMO的信息论研究，而现代MIMO技术则发源于20世纪末至21世纪初的通信领域中，通过研究多输入多输出天线（Multiple Input Multiple Output, MIMO）系统而取得的技术。

MIMO技术的出现是由于在现代通信中，信道的扩散带宽越来越窄，导致信噪比变低，从而降低信息的传输速率和可靠性。

而MIMO技术则可以克服这个问题，其主要目的是增加无线信号的传输速率和稳定性。

其核心思想是通过多个天线之间的异构性来增加数据的传输信道数，从而提高信道的传输带宽和信号品质。

MIMO技术的基本原理是通过在发送端和接收端采用多个天线，利用多个天线之间的异构性，将数据分成多个子流，经过不同的天线发射，在接收端进行合并，从而增加信道的容量和传输速率。

其中，MIMO技术主要可以分为两个方向：空间多路复用技术（Spatial Multiplexing，SM）和空间分集技术（Spatial Diversity，SD）。

空间多路复用技术（SM）是一种利用空间供给多个用户同步进行的数据传输技术。

在SM技术中，发送端会将不同的数据流分别经过不同的天线发射，接收端则通过接收到不同天线上的信号，将其分别解调和合成，最终得到原始数据流。

SM 技术主要适用于有限的发射功率和不断增加的用户量的信道。

空间分集技术（SD）则是一种通过在发射端或接收端增加多个天线的技术，通过差异化的传输，让接收端可以同时接收多个信号，从而降低噪声干扰和提高信号质量。

SD技术可以分为多种形式，包括时空分集、时度分集等技术，主要适用于复杂的移动环境以及需要高速可靠数据传输的场景。

MIMO技术的应用有很广泛。

在无线通信领域中，MIMO技术已被广泛应用于Wi-Fi、蓝牙、LTE、5G等技术的研究和应用中。

同时，在雷达探测、无线电广播、智能交通系统等领域中，MIMO技术也得到了广泛应用。

无线通信系统中的MIMO技术

无线通信系统中的MIMO技术所谓的MIMO（多入多出），就是指无线网络信号通过多重天线进行同步收发，MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线（或阵列天线）和多通道，这样可以提高传输率。

更确切地说就是信号通过多重切割之后，经过多重天线进行同步传送。

由于无线信号在传送的过程当中为了避免发生干扰，会走不同的反射或穿透路径，因此到达接收端的时间会不一致。

为了避免被切割的信号不一致而无法重新组合，接收端会同时具备多重天线接收，然后利用DSP重新计算的方式，根据时间差的因素，将分开的各信号重新组合，并且快速正确地还原出原来信号。

MIMO技术与OFDM技术相结合被视为下一代高速无线局域网的核心技术。

本文全面叙述了MIMOOFDM技术及其特点，分析了MIMOOFDM技术在无线局域网中的应用，探讨了MIMOOFDM中的关键技术，并展望了其发展前景。

1.摘要MIMO系统是一项运用于802.11n的核心技术。

802.11n是IEEE 继802.11b\a\g后全新的无线局域网技术，速度可达600Mbps。

同时，专有MIMO技术可改进已有802.11a/b/g网络的性能。

该技术最早是由Marconi于1908年提出的，它利用多天线来抑制信道衰落。

根据收发两端天线数量，相对于普通的SISO系统，MIMO还可以包括SIMO系统和MISO系统。

反馈的信道信息既可以提高单链路的传输性能，也可以优化多用户之间的调度问题。

我们给出了几种在未来无线通信系统中可能采用的闭环MIMO方案，包括基于SVD分解和基于码本的预编码技术，分析并比较了它们的性能。

仿真结果表明，闭环MIMO 技术将有效地提高通信系统的性能。

2.重大里程2002年10月世界上第一颗BLAST芯片在朗讯公司贝尔实验室问世，贝尔实验室研究小组设计小组宣布推出了业内第一款结合了贝尔实验室LayeredSpace Time (BLAST) MIMO技术的芯片，这一芯片支持最高4×4的天线布局，可处理的最高数据速率达到19.2Mbps。

mimo技术原理

1998年贝尔实验室Tarokh0等人于1998年率先提出了空时编码分层结构。
目前，空时编码方法主要有分层空时码( LSTC )、空时网格码(STTC )、空时分组码(STBC )、酉空时码以及差分空时码等。
2.MIMO的空时编码
分层空时码-复用
1996年，G.J.Foschini提出了对角结构分层空时结构（D-BLAST: Bell-laboratories layered Space-time）。 1998年，Wolniansky等提出了垂直结构的分层空时码 (V-BLAST)，是对D-BLAST的一种简化。
xt1
……
交织器
xnT t
编码器 S/P
编码器
调制器
交织器
xt1
……
调制器
交织器
xnT t
V-LST的两种结构
2.MIMO的空时编码
空时分组码-分集
空时编码就是将空域上的发送分集和时域上的信道编码相结合的联合编码技术。空时编码的概念是J.H.Winter于 1987年提出的。
空时格码（STTC：Space-Time Trellis Code）空时分组码（STBC：Space-Time Block Code）
3. MIMO的信道模型
SISO冲激响应信道模型
L
h (t,) i(t,)e x p [j2(fc f)i(t)][ i(t)] i 1
3. MIMO的信道模型
SIMO冲激响应信道模型
h(t,)[h1(t,)h1(t,) hnR(t,)]T
L
a(i,i)iexp[j2(fcf)i(t)][i(t)] i1
➢ 散射角度扩展
散射的分散程度，决定了信号的可分离性。

无线信道与MIMO信道

i 1
L
ห้องสมุดไป่ตู้
设发射信号为 s t ，则接收到的信号是经多径传播后的总和
y t ai s t i ,
i 1
L
1 2 3
y(t )
L
假设
s (t )
时延扩展
t t
8
s (t )
V0 V0
迟延t0 迟延t0＋τ
y(t )
＋
y(t ) V0 s(t t0 ) V0 s(t t0 )
Clarke/Gans模型框图
19
Clarke/Gans时变信道模型
20
3. HIPERLAN/2多径信道模型（参考）
M 1 L j ( 2f k ,l t k ,l ) h( , t ) k e ( k ) M k 1 l 1
f k ,l f d ,max sin(2uk ,l )
Y () V0 S ()e jt0 V0 S ()e j (t0 ) H () V0e
jt0
(1 e
j
) 2V0 e
H ()
jt 0
e
j

2
cos

2
H ( ) 2V0 cos

2
2 V0
0

2
3
4

p ( x)
x

x
2
e

x2 2 2
x0
视距通信
x 2 A2 p( x) 2 exp 2 2

J Ax
0 2
x0
16
2.3 常用多径信道计算机仿真模型

宽带无线通信中的MIMO系统

2、另一方面，加入了OFDM调制技术的MIMO 系统在抗多径方面表现出了很大的优势，使得 MIMO系统在频率选择性衰落信道中也能取作用
1. 引言（3）
• 主要内容： 1. MIMO系统简介 2. MIMO系统容量 3. MIMO系统中的空时编码技术 4. MIMO-OFDM系统 5. 几种MIMO-OFDM系统的性能分析和仿真
种MIMO系统的空时编码技术，即BLAST系统。分层空时码有两种形式，对角分层空时码D-BLAST和垂直分层空时
码V-BLAST。 V-BLAST系统处理起来较D-BLAST系统要简单，本文将讨论VBLAST系统。
输入数据
a1
TX
串 a2
TX
并变
a3
TX
换
am
TX
发射天线数：m
接受天线数：n
5、MIMO-OFDM系统（2）
• （1）STBC-OFDM系统
两个发射天线，两个接收天线时，STBC-OFDM的系统原理框图如下图3所示：
信
输入数据
号编码
串并变
空时编
和
换
码
映
射
IFFT 并增加循环
前缀
IFFT 并增加循环
前缀
去循环前缀后
FFT
去循环前缀后
FFT
空时
信号输出
（3）SFBC-OFDM系统
• SFBC-OFDM 系统框图与图3中所示的STBC-OFDM 系统相似，唯一不同的是图3中的空时编、解码模块应换成空频编、解码模块。
• 输入信号首先经过编码和映射，变成信号星座集中的信号，信号的星座集合取决于所用的数字调制技术，如BPSK,QPSK，QAM等，将信号经过串并变换之后就可以进行空频编码，编码之后的码子被分配道不同的发射天线上，分别进行OFDM调制，然后发射出去。

MIMO技术与天线选择 ppt课件

fitness(i) log2 real det I SNR _ sel _ ant diag selection j,: H H '
5、利用大尺度衰落作为惯性权重w，改良粒子群算法的速度更新公式，v=w*v+c1*rand()*(pbest-present)+c2*rand()*(gbest-present)，可大大加快收敛速度并减小复杂度，获得近优性能.
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第三部分 MIMO中的天线选择
第三章天线选择技术
第一节天线选择的引入第二节天线选择技术第三节天线选择算法
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由于MIMO系统的发射机和接收机同时使用所有的天线发射或接收，这就要求收、发端使用与天线一样多的射频链路（如低噪声放大器、模/数转器、混频器等）由于多径衰落，一些天线发送和收到的信号可能不是最佳信号，就会降价MIMO系统的整体性能。考虑到与射频部分相比，天线振子成本很低，如果收、发端的天线数目比MIMO系统的射频链路多，MIMO系统可以从中自动选择与收、发端射频链路数目相匹配的最佳收、发天线，使MIMO系统的每一路射频链路都工作在最佳状态，自然就能获得最大MIMO系统容量，降低了射频链路数目，减少了系统的成本。随之而来的问题就是如何选择发射天线和接收天线的最佳接收。
由于阵列天线可以降低共道干扰和多径衰落的影响，因此在一定的信干噪比(SINR)条件下可以降低误码率，或者在一定的误码率下可以降低检测所需的信干噪比。
MIMO系统能够抑制或有效消除共道干扰以及码间干扰，同时利用分集技术提高接收信号的信干噪比，因此基站和移动终端的发送功率可以得到一定程度的降低，同时减小空间电磁干扰的影响、延长移动终端电池使用时、减小对生态环境的影响、降低系统对功率控制精度和器件的要求。

MIMO无线通信技术

1、引言随着无线互联网多媒体通信的快速发展，无线通信系统的容量与可靠性亟待提升，常规单天线收发通信系统面临严峻挑战。

采用常规发射分集、接收分集或智能天线技术已不足以解决新一代无线通信系统的大容量与高可靠性需求问题。

可幸的是，结合空时处理的多天线技术——多入多出(MIMO)通信技术，提供了解决该问题的新途径。

它在无线链路两端均采用多天线，分别同时接收与发射，能够充分开发空间资源，在无需增加频谱资源和发射功率的情况下，成倍地提升通信系统的容量与可靠性。

然而，与常规单天线收发通信系统相比，MIMO 通信系统中多天线的应用面临大量亟待研究的问题。

2、MIMO无线通信技术2.1传统单天线系统向多天线系统演进传统无线通信系统采用一副发射天线和一副接收天线，称作单入单出(SISO)系统。

SISO系统在信道容量上具有一个不可突破的瓶颈——Shannon容量限制。

针对移动通信中的多径衰落与提高链路的稳定性，人们提出了天线分集技术。

而将天线分集与时间分集联合应用，还能获得空间维与时间维的分集效益。

因此，从传统单天线系统向多天线系统演进是无线通信发展的必然趋势。

2.2智能天线向多天线系统演进智能天线的核心思想在于利用联合空间维度与天线分集，通过最优加权合并而最大化信干噪比，使信号出错的概率随独立衰落的天线单元数目呈指数减小，而系统容量随天线单元数目呈对数增长。

然而，开关波束阵列仅适于信号角度扩展较小的传播环境，且自适应阵列虽可以用于信号角度扩展较大的多径传播环境，但在高强度的多径分量比较丰富的环境下，自适应天线系统抗衰落的能力相当有限，这是因为智能天线技术没有利用多径传播。

由于增大阵元间距与角度扩展及结合空时处理都有利于捕获与分离多径，因此结合天线发射分集与接收分集技术，充分利用而不是抑制多径传播，进一步开发空域资源，提高无线传输性能，成为了无线通信发展的必然趋势，即从智能天线向多天线系统演进。

2.3MIMO无线通信技术MIMO无线通信技术是天线分集与空时处理技术相结合的产物，它源于天线分集与智能天线技术，具有二者的优越性，属于广义的智能天线的范畴。

MIMO系统信道容量分析

摘要当今时代移动通信越来越离不开人们的生活，但是目前移动通信技术发展遇到了瓶颈。

有限的频率资源和日益增长的用户需求成为移动通信技术中最主要的矛盾。

在未来的移动通信发展中,如何有效大幅度提高无线链路的数据传输速率成为充满挑战性的关键问题。

MIMO技术能在不增加传输信道带宽的前提下使得整个系统容量呈线性增长,这使得该技术成为了现代无线通信中的必选技术之一。

MIMO技术是无线通信中实现了高速率数据传输、改善传输质量、提高系统容量的重要途径。

MIMO技术彻底打破传统的无线通信模式，它要求系统使用多根发射和接收天线同时地发射和接收数据，使得无线通信系统结构、分析方法、调制、编码、信道估计、检测和多址方式等各个方面面临挑战。

本文在国内外相关研究工作的基础上，针对MIMO信道容量理论进行深入研究。

本文综述了MIMO技术信道容量的分析并进行了合理的MIMO信道仿真,并总结了现代无线信道传输的特点，包括无线信道的传播方式、衰落特性。

在此基础上，对MIMO系统信道相关性问题进行详细描述了并进行了合理的分析。

【关键词】MIMO 无线信道信道容量信道仿真相关性ABSTRACTIn modern times mobile communication has become more and more inseparable from the people's life, but the mobile communication technology development encountered bottleneck. Limited frequency resource, and the increasing user demand become the main contradiction in the mobile communication technology. In the development of future mobile communication, how to effectively raise the data transfer rate of the wireless link becomes the key issue in the challenging. MIMO technology can without any increase in the transmission channel bandwidth is linear growth under the premise of making the whole system capacity, which makes the technology become one of the choice of the modern wireless communication technology. MIMO technology is realized the high speed data transmission in wireless communication, improve the transmission quality and important way to increase the system capacity.MIMO technology thoroughly breaks the mode of traditional wireless communications, since it requires multiple transmit and receive antennas to simultaneously transmit and receive data information in the same time, which challenges all the aspects of wireless communications including system architecture, analytical methods, modulation, coding, detection, channel estimation, multiple access, and so on. On the basis current research works, this paper investigates MIMO channel capacity. This paper reviews the technology of MIMO channel capacity analysis and reasonable simulation of MIMO channel and summarizes the characteristics of modern wireless channel transmission, including the mode of transmission, fading characteristics of wireless. On this basis, the channel correlation problem of MIMO system are described in detail and analyzed reasonably.【key words】MIMO Wireless channel Channel capacity Correlation Channel simulation目录前言 (1)第一章MIMO技术概述 (3)第一节MIMO系统发展概述 (3)一、MIMO技术研究背景 (3)二、MIMO应用前景 (3)三、MIMO技术发展存在的问题 (4)第二节MIMO技术简介 (6)本章小结 (7)第二章无线信道传播的基本特征 (8)第一节无线信道传播特点 (8)一、无线信道传播方式 (8)二、无线信道传播扩展方式 (9)第二节无线衰落信道的基本特征 (11)一、大尺度衰落特性 (11)二、小尺度衰落特性 (12)第三节两种典型的无线衰落信道 (13)一、瑞利衰落信道 (13)二、莱斯衰落信道 (14)本章小结 (16)第三章MIMO系统的容量 (17)第一节MIMO信道建模的概述 (17)第二节恒参信道条件下的MIMO信道容量分析 (17)第三节信道容量的仿真结果比较 (21)本章小结 (23)第四章MIMO信道的相关性研究 (24)第一节MIMO系统相关性的概述 (24)第二节MIMO相关信道模型 (27)第三节相关信道下容量的分析 (28)本章小结 (29)结论 (33)致谢 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

mimo原理

MIMO原理的基本原理1. 引言多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）是一种无线通信技术，通过在发送和接收端同时使用多个天线，可以显著提高无线通信系统的容量和可靠性。

MIMO技术已经广泛应用于诸如Wi-Fi、LTE、5G等无线通信标准中。

本文将详细解释与MIMO原理相关的基本原理。

2. 单输入单输出（SISO）与多输入多输出（MIMO）在传统的无线通信系统中，使用单输入单输出（Single-Input Single-Output，SISO）架构。

其中，发送端只有一个天线，接收端也只有一个天线。

这种架构限制了系统的容量和可靠性。

而MIMO技术则允许在发送和接收端同时使用多个天线。

具体来说，发送端可以有多个天线同时发送不同的信号，接收端也可以有多个天线同时接收到这些信号。

通过利用空间上的多样性和干扰消除能力，MIMO技术可以提高系统的容量和可靠性。

3. 空间复用与空间分集MIMO技术主要依赖于两个基本概念：空间复用和空间分集。

3.1 空间复用空间复用是指在同一时间和频率资源上同时传输多个独立的数据流。

在MIMO系统中，通过将不同的数据流分配给不同的天线进行传输，可以提高系统的容量。

具体来说，发送端使用线性组合将多个数据流叠加到不同的天线上进行发送，接收端则使用最大比合并等技术将多个天线接收到的信号分离出来。

空间复用可以通过两种方式实现：基于空时编码（Space-Time Coding，STC）和基于空间分集（Spatial Diversity）。

其中，基于STC的空间复用技术利用多个天线之间的相关性，在发送端对数据进行编码，并在接收端对接收到的信号进行解码。

而基于空间分集的空间复用技术则利用多个天线之间的独立性，在发送端将相同的数据流同时发送到不同的天线上进行传输，并在接收端对接收到的信号进行合并。

3.2 空间分集空间分集是指通过在发送和接收端使用多个天线，在空间上增加了系统对信道特性变化的抵抗能力。

第2章 无线信道与MIMO信道..

MIMO-OFDM无线信道与系统

MIMO技术杂谈(二)：犹抱琵琶半遮面--MIMO信道中隐藏的秘密

浅谈MIMO无线信道中空间相关性

无线移动信道及MIMO系统信道模型

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