天线相关性对mimo系统ber性能的影响分析 analysis of the influence of antenna correlation on ber performance of mimo system.pdfVIP

研究与开发 天线相关性对MIMO系统BER性能的影响分析 钱鲞．周 杰 (南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044) I圈推导了一种基于拉普拉斯角能量分布的天线相关性的精确算法表达式与近似表达式。分析了影响 MIMO系统天线空间相关性的因素。并将之用于对MIMO系统的BER分析。在均匀线性阵列跟圆形 阵列中，对比了不同衰落因子下。系统BER随信噪比、天线之间距离以及信号到达角的变化关系。分 析了决定系统BER的因素以及降低系统BER的方法。最后通过对近似算法的研究发现，在衰落因 子。值比较大时。近似算法能很好地代替精确算法，并能大大简化计算复杂度。 2关键谣比特误鹦率；空阔相荚矩阵；弼达焦；嫠噤陡；空阕榴荚健；衰落鼹予 无线信号在空间的传播方式主要有直射、反射、散射 1 引言 和漫射4种．其结果是到达接收机的接收信号与发送信号 在无线信道上实现可靠通信唯一最有效的技术就是 相比产生了一些变化。无线信道对信号传输的影响主要 分集技术．即尽量给接收机提供多个发送信号的独立衰落 有：传播路径长度跟传播路径中的障碍物引起的传输衰 复制，以期待至少有一个复制被正确接收。传统的智能天 减、由多径传播引起的多径扩展。多径扩展具体来讲有时 线系统中。出于体积和成本的考虑，通常只是在基站端安 延扩展、多普勒扩展和角度扩展，使得在无线衰落环境中 置多个天线阵列元素，在终端设备中采用一副天线。MIM0 进行通信需要付出更大的代价。一种通用的MIM0系统模 系统的实质就是空时信号处理．即在原来时间维的基础 上．通过多副天线发送信号的多个独立衰落复制增加空间 的信号为一簇，用信号的幅度、到达时间、到达角(an出 维．从而实现多维信号处理，获得空间复用增益或空间分 ofarTival，AOA)跟离开角表示多径分量。这里主要讨论 集增益【ll：在接收端．由于对移动台体积和复杂度的约束越 角度扩展的解决办法。角度扩展建模问题实际就是信道相 来越小．也可以采用多副天线的装置。 关性如何建模的问题。相关性系数作为天线参数的函数． 因此。为了提高系统容量．减小误码率，下一代无线宽 主要取决于到达角的功率方位谱和天线信号的发射模式。 带移动通信系统将会采用MIM0技术。即在基站端和移动 2 MIMO系统的几何模型 台放置多个天线。使基站和移动台之间形成MIM0通信链 路。由于其巨大的前景，MIM0系统已经应用到未来无线 线性阵列和圆形阵列的阵列结构如图l所示，≯。(n= 通信系统的标准中，特别是无线局域网和蜂窝网，如皿EE l，2，3，4)为天线阵元的位置，f为到达角，口为人射信号的平 802．1l、IEEE802．16和3GPP标准12】。 均到达角。 万方数据 皇堕壁堂垫!墨垒箜曼蠖 sing一回=f一口，c∞(卜研：l，于是得到空间相关性的近似表达 信号 式为： 剐M)一州Z，cos目’再茬裔(7) p在较大的情况下。效果比较好。 3．2圆形阵列 圆形阵列的阵元响应为： _(f)=e一’弛““‘纠州‘