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基于matlab的mimo系統(tǒng)信道容量及性能分析畢業(yè)論文-文庫(kù)吧資料

2024-09-04 15:22本頁(yè)面
  

【正文】 測(cè)量朝上提供指示信息;多輸入多輸出 (MIMO)天線處理;傳輸分集;波束賦形;射頻處理等等。而層 2 的無(wú)線鏈路控制 (RLC, Radio Link Control)亞層的邏輯信道則由MAC 亞層提供,邏輯信道描述了信息的類型,即定義了“傳輸?shù)氖鞘裁葱畔ⅰ薄? 無(wú) 線 資 源 控 制 ( R R C )物 理 層介 質(zhì) 訪 問 控 制 ( M A C )層 1層 2層 3傳 輸 信 道邏 輯 信 道 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量及性能分析 8 圖 22 物理層周圍的無(wú)線接口協(xié)議架 層 2 的介質(zhì)訪問控制 (MAC, Medium Access Control)子層與層 1 的物理層和層3 的無(wú)線資本掌管 (RRC, Radio Resource Control)子層之間具有接口。對(duì) LTEA 物理層技術(shù)的介紹,結(jié)合以上規(guī)格。 LTEA 引入了多輸入多輸出、正交頻分多址復(fù)用 /SCFDMA 等技能,因而物理層布局相比于原來(lái)的其它通信準(zhǔn)繩有太大的分歧,主要體現(xiàn)在無(wú)線幀結(jié)構(gòu)、參考信號(hào)配置等方面。在 LTE 中采納 HFDD 的法子基于以下幾點(diǎn)思考。在半雙工 FDD 中,基站應(yīng)用全雙工 FDD 形式,盡管采用成對(duì)頻譜終端的發(fā)射信號(hào)與接收信號(hào)在不同的頻帶上傳輸,但其接收和發(fā)射信號(hào)卻不能夠同時(shí)進(jìn)行。近年來(lái)隨著 TDSCDMA(Time 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量及性能分析 7 DivisionSynchronous Code Division Multiple Access,時(shí)分同步碼分多址 )產(chǎn)業(yè)的不斷完善以及 TDD 設(shè)備的日趨成熟,蜂窩移動(dòng)通信領(lǐng)域加大了對(duì) TDD 系統(tǒng)的研究力度,在隨后的演進(jìn)系 統(tǒng)中 TDD 雙工模式將會(huì)扮演更加重要的作用。同時(shí),因?yàn)樯舷滦行盘?hào)占用的無(wú)線信道資源能夠通過調(diào)節(jié)上下行時(shí)隙間的比例靈活更改,非常適應(yīng)于 3G 和 B3G 等以 IP 分組業(yè)務(wù)為主要特性的移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)。 TDD 雙工方式 TDD 雙工方式中,發(fā)射與接收信號(hào)在同一頻帶,上行信號(hào)和下行信號(hào)由不同的時(shí)間段內(nèi)的發(fā)送來(lái)識(shí)別。 HDD 使用上下行成對(duì)頻段,信號(hào)的發(fā)射與接收可以同時(shí)進(jìn)行,因而減少了上下行信號(hào)間的反饋時(shí)延。 FDD 雙工方 式 FDD 雙工方式是指在蜂窩通信系統(tǒng)中的上行鏈路信號(hào)下兩不同頻段的信號(hào)分別發(fā)送,某些特定頻段保護(hù)間隔是上行和下行頻段之間留。是以, LTE體系需求支撐 TDD和 FDD兩雙工模式。其中 接收端處理流程可以認(rèn)為是發(fā)射端反向操作。 LTE 的上下行鏈路分別采納單載波頻分多址 (SCFDMA)技能 [21]和正交頻分多址 (OFDMA)技能。正交頻分復(fù)用 (OFDM)的子載波間堆疊分布,并且子載波之間相互正交,用來(lái)防止各個(gè)子載波之間形成的干預(yù)。 ( 3)同時(shí)支持 FDD 和 TDD 系統(tǒng),并要求兩種系統(tǒng)的設(shè)計(jì)差異盡量小。 LTE 系統(tǒng)和物理層相關(guān)的性能指標(biāo) ( 1)對(duì)變通系統(tǒng)支持寬帶范圍 。提供 IMS 等高速數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)。 4G(LTE)—— 使用正交頻分復(fù)用及多輸入多輸出技術(shù)。 3G—— TDSCDMA、 CDMA20 WIMAX、 WCDMA、技能指示標(biāo)準(zhǔn):室內(nèi)的速度達(dá)到 2Mbps,室外的速度達(dá)到 385kbps,行車的速度達(dá)到 144kbps。采用模擬技術(shù)和頻域劃分多址 (FDMA)等技術(shù)。分析了無(wú)線信道的基本特征和無(wú)線信道的多徑效應(yīng),推導(dǎo)了描述多徑衰落的頻率選擇性和信道響應(yīng)時(shí)變特性的參數(shù),推導(dǎo)了萊斯信道模型和瑞利信道模型的使用條件,并且給出了典型模型的具體數(shù)學(xué)表達(dá)。信道相關(guān)聯(lián)的性質(zhì)很高深度上會(huì)改變 MIMO 體系的機(jī)能。 然而, MIMO 體系高容量目標(biāo)實(shí)現(xiàn)和體系其它本能指標(biāo)和 MIMO 體系使用的各類信息計(jì)算方法的好壞很高程度上仰仗 MIMO 信道特色,特別是各個(gè)天線之間的相關(guān)性 00。跟隨各類寬帶數(shù)據(jù)交易和無(wú)線通訊業(yè)務(wù)的不停開發(fā),通訊資源,特別是頻帶資源變得愈來(lái)愈重要,高速效率地使用數(shù)量稀少的通訊條件已經(jīng)變成了無(wú)線通訊技能變化的關(guān)注點(diǎn)。 MIMO 的研究意義 未來(lái)移動(dòng)通訊要滿足無(wú)論何時(shí)、無(wú)論何地、向無(wú)論何人供給迅速牢靠的通訊辦事的要求。我國(guó)踴躍投身于中國(guó),日本和韓國(guó) (CJK)準(zhǔn)則的共同項(xiàng)目。在實(shí)施基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的同時(shí),我國(guó)十分重視 B3G 等寬帶移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)化工作。 同時(shí),在全球?qū)拵б苿?dòng)通信的研究,我們也組織相關(guān)的研究,并積極參與國(guó)際交流和標(biāo)準(zhǔn)化工作。 2020 年,數(shù)學(xué)國(guó) 外移動(dòng)通訊運(yùn)營(yíng)商共同建樹了下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)( Next Generation Mobile Network,NGMN)論壇,它引頸了新一代寬帶移動(dòng)通信的趨勢(shì),促進(jìn) NGMN 論壇變?yōu)闊o(wú)線通訊領(lǐng)域最具影響非標(biāo)準(zhǔn)化組織。日本 NTT DoCoMo 公司在 2020 年的外場(chǎng)試驗(yàn)選用 OFDM 技能,在 100MHZ 帶寬中抵達(dá)了 100Mbits/s 數(shù)據(jù)傳輸速度,表現(xiàn)出了 OFDM/MIMO 技能在供應(yīng)高的帶寬傳輸和岑嶺速度方面的巨強(qiáng)本領(lǐng)。在 IMTAdvanced 名目開動(dòng)以前,國(guó)際上曾經(jīng)對(duì) B3G 進(jìn)行了寬泛的鉆研,并得到了一期期重大進(jìn)展。包括相關(guān)的數(shù)學(xué),物理,無(wú)線電工程,也是通信理論、信號(hào)處理、無(wú)線資源管理和其他方面的理論積累。但是一次偉大的技術(shù)變革,不是一朝一夕就能夠?qū)崿F(xiàn)的?;凇耙苿?dòng)通訊寬帶化”的認(rèn)識(shí)以及應(yīng)答“寬帶接入移動(dòng)化”挑釁的要求, 3GPP 起頭了“長(zhǎng)期演進(jìn)”的過程 [3]。 早期的寬帶無(wú)線接入定位于替換有線寬帶接入(如數(shù)字用戶線( Digital Subscriber Line))技術(shù),它的發(fā)展經(jīng)歷了固定本地接入,游牧城域接入到廣域移動(dòng)接入的過程,體現(xiàn)出了明顯的“寬帶接入移動(dòng)化”的趨勢(shì),以因特網(wǎng)( Inter)為代表的信息技術(shù)( IT)行業(yè)移動(dòng)普及帶來(lái)了新的機(jī)遇,也為傳統(tǒng)的移動(dòng)通信行業(yè)已經(jīng)形成了競(jìng)爭(zhēng)和挑戰(zhàn)。在眾多 4G 標(biāo)準(zhǔn)中 ,LTE 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)占據(jù)了一個(gè)舉足輕重的位置。源委大批高級(jí)優(yōu)秀的技術(shù)人才進(jìn)行研發(fā)和考證, LTE 項(xiàng)目在許多方面都符合了第四代通訊技能 的要求和具有第四代通信技巧的特征,我們稱之為“準(zhǔn) 4G”技能。這個(gè)版本也被稱為 LTEAdvanced,并有很多的傳輸速率的提高,等等。長(zhǎng)期演進(jìn) (LTE, Long Term Evolution)系統(tǒng) [1][2]是 4G 系統(tǒng)。從 2G 開始 ,移動(dòng)通信系統(tǒng)開始了第一次重大變革,引入了數(shù)字化的概念。基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量及性能分析 2 1 緒論 選題背景 通過幾十年的發(fā)展演進(jìn)的移動(dòng)通信系統(tǒng),從開始到現(xiàn)在已經(jīng)過了幾次。第 4 章是 MIMO 信道建模,并分別對(duì) SISO,SIMO,MISO 系統(tǒng)進(jìn)行仿真。本章著重描述了無(wú)線信道的基本特征類型,并 對(duì)大尺度衰落和小尺度衰落模型中的進(jìn)行詳細(xì)研究。第 3 章主要介紹了無(wú)線衰落信道的基本特征,小尺度衰落影響著本地區(qū)域接收機(jī)天線上的時(shí)延和信號(hào)電平動(dòng)態(tài)衰落范圍。在第 1章的最后討論了本篇文章的各章的主要研究?jī)?nèi)容與論文的主要架構(gòu)及其貢獻(xiàn)。研究表明,多天線的 MIMO 技術(shù)可以在不增加系統(tǒng)帶寬和天線總發(fā)送功率的情況下,充分使用空間資源,有效的對(duì)抗無(wú)線信道的衰落,大大提高系統(tǒng)的信道容量和頻譜利用率 。 and given a detailed mathematical expression of a typical model. Keywords:MIMO fade 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量及性能分析 1 引言 未來(lái)移動(dòng)通信要滿足在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)、向任何人提供快速可靠的通信服務(wù)的要求,將擁有高的數(shù)據(jù)傳輸率、高的頻譜利用效率、低的發(fā)射功率、靈活的業(yè)務(wù)支撐能力,會(huì)把無(wú)線通信的傳輸容量和速率提高十倍乃至數(shù)百倍。 derived and described the frequency selective of multipath fading and the parameters of channel response timevarying characteristics。文章還分析了無(wú)線信道的基本特征和無(wú)線信道的多徑效應(yīng),推導(dǎo)和描述了多徑衰落的頻率選擇性和信道響應(yīng)時(shí)變特性的參數(shù),推導(dǎo)了萊斯信道模型和瑞利信道模型的使用條件,并且要給出典型模型的具體數(shù)學(xué)表達(dá)。本論文調(diào)查研究了 4G LTE 物理層的 MIMO技術(shù),包括 LTE 體系網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和幀結(jié)構(gòu)等。故需要對(duì)無(wú)線 MIMO 容量進(jìn)行深入的研究。首先不加多帶寬,其次不增加分外發(fā)射功率的前提條件下,信息的傳輸可以實(shí)現(xiàn)高速率,因而在有限的頻率帶寬上可以完成更高速度信息傳輸?shù)囊螅@對(duì)稀缺的頻譜資源的解決方案提供了強(qiáng)有力的技術(shù)條件,因此具有廣闊的應(yīng)用前景的移動(dòng)通訊體系。 ,并仔細(xì)修改,準(zhǔn)備答辯;畢業(yè)答辯。查閱相關(guān)文獻(xiàn),研究發(fā)生頻率選擇性衰落時(shí)間選擇性衰落和空間選擇性衰落的條件,以及慢衰落和快衰落的概念,同時(shí)完成此部分論文。 ,并開始查找相關(guān)資料了解題目含義;確定研究?jī)?nèi)容并完成開題報(bào)告; 重點(diǎn)學(xué)習(xí) MIMO 相關(guān)知識(shí),對(duì)基于瑞利信道的多天線系統(tǒng)進(jìn)行建模,并著手論文的相關(guān)部分內(nèi)容。 工作思路和方案(怎么做) MIMO 球形譯碼檢測(cè)算法性能,主要的技術(shù)指標(biāo)如下: 信道容量:它代表每秒或每個(gè)信道符號(hào)能傳送的最大信息量,或者說小于這個(gè)數(shù)的信息率必能在此信道中無(wú)錯(cuò)誤地傳送。此外,影響 MIMO 信道衰落特征的因素將同時(shí)包括接收和發(fā)送端周圍的空間和時(shí)間的衰落統(tǒng)計(jì)特性,這導(dǎo)致了從理論上描述 MIMO 信道空時(shí)衰落特征的統(tǒng)計(jì)特性的困難,也引發(fā)了 MIMO 信道建模的合 理性、準(zhǔn)確性和復(fù)雜度等問題。目前的研究主包括兩個(gè)方面:一方面是對(duì)MIMO 信道衰落空時(shí)統(tǒng)計(jì)特性的測(cè)量和理論分析;一方面是對(duì) MIMO 信道建模方法的研究。因此,建立有效的能反映 MIMO 信道空間相關(guān)特性并且適用于系統(tǒng)級(jí)和鏈路級(jí)仿的MIMO 信道模型對(duì)于選擇合適的處理算法來(lái)評(píng)估系統(tǒng)性能就顯得相當(dāng)重要。最初對(duì) MIMO系統(tǒng)性能的研究與仿真通常都是在獨(dú)信道的假設(shè)下進(jìn)行的,這與實(shí)際的 MIMO 信道大多數(shù)情況下具有一定的空間相性是不太符合的。但由于使用多根天線同時(shí)發(fā)射信號(hào),這就增加了接 收端信號(hào)檢測(cè)的難度,信號(hào)檢測(cè)的好壞直接關(guān)系到該系統(tǒng)的整體性能,所以信號(hào)檢測(cè)技術(shù)的研究是該領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)之一。 MIMO 系統(tǒng)發(fā)明之后,在短短幾年內(nèi)被廣泛應(yīng)用 ,其優(yōu)勢(shì)在于潛在容量巨大,且隨著收發(fā)天線數(shù)目較小的一方呈線性增長(zhǎng)。 論文作者: (簽字)時(shí)間: 2020 年 6 月 5 日 指導(dǎo)教師已閱: (簽字) 時(shí)間: 2020 年 6 月 5 日 西安郵電大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )開題報(bào)告 通信與信息工程 學(xué)院 電子信息科學(xué)與技術(shù) 專業(yè) 10 級(jí) 03 班 課題名稱:基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道 容量及其新能分析 學(xué)生姓名: 易海博 學(xué)號(hào): 03102085 指導(dǎo)教師: 高佛設(shè) 報(bào)告日期: 2020 年 3 月 26 日 西安郵電大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué)號(hào) 03102085 姓名 易海博 導(dǎo)師 高佛設(shè) 題目 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量及其性能分析 選題目的(為什么選該課題) 多輸入多輸出 (MIMO)系統(tǒng)是近十年來(lái)現(xiàn)代數(shù)字通信領(lǐng)域最重大的技術(shù)突破之一。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)(論 文) 題 目 : 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道容量 及性能分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)誠(chéng)信聲明書 本人聲明:本人所提交的畢業(yè)論文《 基于 MATLAB 的 MIMO 系統(tǒng)信道及其性能分析 》是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立研究、寫作的成果,論文中所引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注;對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式注明并表示感謝。 本人完全意識(shí)到 本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。該技術(shù)催生了許多先進(jìn)通信技術(shù),被認(rèn)為是解決未來(lái)無(wú)線通信領(lǐng)域信道容量和頻譜傳輸速率的的關(guān)鍵技術(shù)之一。 MIMO 通信系統(tǒng)可以在不需要增加額外帶寬和額外功率的條件下,顯著地提高信道容量和頻譜利用率,這一特性使它成為無(wú)線通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。 然而, MIMO 系統(tǒng)大容量的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)其它性能的提高以及 MIMO 系統(tǒng)中用的各種信號(hào)處理算法的性能優(yōu)劣都極大地依賴于 MIMO 信道的特性,特別是個(gè)天線之間的相關(guān)性 。 MIMO 系統(tǒng)的性能在很大程度上會(huì)受到信道相關(guān)性的影響。 前期基礎(chǔ)(已學(xué)課程、掌握的工具,資料積累、軟硬件條件等) 已學(xué)課程:線性代數(shù) A,概率論與隨機(jī)過程 B,基于 Simulink 的通信系統(tǒng),信號(hào)分析仿真,數(shù)字信號(hào)處理 A,信
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