MIMO信道建模

摘 要

MIMO技术由于能够在不增加传输信道带宽的条件下成倍的提高无线信道的容量，因而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。MIMO信道模型无论是在MIMO技术的理论研究阶段还是在MIMO系统的应用阶段都是必需的。因此，MIMO信道的建模是MIMO理论研究中的重要内容。本文综合考虑了多种因素提出了合理的MIMO信道模型。

本文首先总结了无线信道的特点，包括它的传播方式、衰落特性，并给出了两种常见的无线信道的数学模型和MIMO信道中的一些参数的介绍。在此基础上，根据发射端和接收端天线的阵列结构、发射信号的离开角与角度扩展、接收信号的到达角与角度扩展、角度功率谱、多普勒功率谱等参数，提出了一个合理的MIMO无线信道模型。还详细描述了信道相关性的问题。最后提出了对信道模型进行仿真的方法、流程图，并对仿真结果进行了分析。

关键词：无线信道；MIMO；信道建模；相关性；信道仿真

ABSTRACT

The Multiple-Input Multiple-Output(MIMO) technology is considered a

宽带MIMO_OFDM系统信道估计算法研究

第7期2005年7月

电　　子　　学　　报

ACTAELECTRONICASINICAVol.33　No.7

July　2005

宽带MIMO2OFDM系统信道估计算法研究

王东明,高西奇,尤肖虎,韩　冰

(东南大学移动通信国家重点实验室,江苏南京210096)

　　摘　要:　本文提出了MIMO2OFDM系统中基于LS准则的参数化信道估计方法(LSPCE),推导出其MSE性能的下

界并给出一种最优导频序列.为了降低复杂度,本文还提出了一种迭代的算法,它利用有限冲击响应信道的抽头之间的相关性从噪声中提取出信道信息并同时估计出多径时延.仿真和分析表明,相比传统的LS,这种基于参数化的信道估计算法可以大大提高信道估计的精度,关键词:　MIMO2OFDM;信道估计;稀疏信道;多径时延估计中图分类号:　TN911　　　文献标识码:　A　　　:　22112()22ChannelEstimationOFDMSystems

Wming2,YOUXiao2hu,HANBing

(Lab.,SoutheastUniversity,Nanjing,Jiangsu210096,China)

2parametricchannelestimato

第２８卷第２期

信号处理

Ｖ０１．２８Ｎｏ．２

２０１２年２月

ＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧＦｅｂ．２０１２

ＭＩＭＯ干扰信道下的协作干扰对齐优化算法

徐冰谢显中

马

彬雷维嘉

（重庆邮电大学宽带接入网络研究所，重庆４０００６５）

摘要：干扰对齐是将来自其他发射机的干扰信号对准到同一信号子空间，从而减少对期望信号的干扰的一种传输技术，近年来得到了广泛的关注。本文为Ｋ用户多输入多输出（ＭＩＭＯ）干扰信道系统提出了一种协作干扰对齐优化算法。通过对信道的奇异值分解，基于矩阵弦距离，不仅选出一组最好的特征子信道来传输信号，而且还选取一组有利于有用信号远离干扰信号的预编码矩阵，这样，可以最大化减少干扰对有用信号的影响。另外，本文还根据得出的预编码矩阵来计算和优化干扰抑制矩阵。本文算法在没有用迭代的基础上来计算预编码矩阵和干扰抑制矩阵，这样不仅使整个系统的复杂度大大降低，进一步，仿真结果显示容量和能量效率较其他算法有明显改进，这也正是最近受到广泛瞩目的绿色通信所要求的。

关键词：多输入多输出干扰信道；干扰对齐；预编码；干扰抑制；协作优化中图分类号：ＴＮ９２９．５３

文献标识码：Ａ

文章编号：１００３—０５３０（２０１２）０２—０２２０一０６

Ａｎｏｐｔｉｍｉｚｅｄｃｏｏｐｅｒａ

仿真实验二：MIMO系统信道容量仿真比较

一、实验目的：

MIMO多天线系统所提供的空间复用增益和空间分集增益可以极大地提高无线链路的容量和质量。现有的研究成果己经表明，MIMO所能达到的极高的频谱效率是目前任何一种无线技术所不及的，因此它被认为是未来第四代移动通信系统的备选关键技术之一。根据信道的输入输出情况，使用多天线技术的通信系统可以分为单输入多输出SIMO（Single-Input Multiple-Output）系统、多输入单输出MISO（Multiple-Input Single-Output）系统，以及多输入多输出MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）系统三种类型。本实验将根据香农定理和信道模型，推导出MIMO信道容量公式，并且进行仿真分析。

二、实验原理：

根据不同的传输信道类型，可以在无线系统中使用相应的分集方式。目前，主要的分集方式包括时间分集（不同的时隙和信道编码）、频率分集（不同的信道、扩频和OFDM）以及空间分集等。多天线系统利用的就是空间方式，而MIMO作为典型的多天线系统，可以明显提高传输速率。而在实际的无线系统中，可以根据实际情况使用一种或者多种分集方式。

三、试验程序： cl

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 2009级 学生姓名 包宇坤 指导教师 黄 威

2013 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

天津大学电子信息工程学院

MIMO信道传播参数估计的随机最大似然算法

【摘要】 针对多输入多输出(MIMO)信道，该文提出用随机最大似然(ML)法来估计信道瞬态时空参数。信道测量和信道探测一般需要估计信道传播参数，这也是构建高级信道模型的关键步骤。该文算法采用von Mises角度分布模型，该模型适用于信道测量中得到的角度数据。该信号模型是随机的，相应算法用来估计漫散射分量特别有用。相比确定性算法，该算法具有更低的复杂度和更快的收敛性。这些优点是由于该模型具有较低维度和更简单的最优化方法。通过比较与Cramer-Rao下界(CRLB)的差距来研究该算法估计值的统计性能。仿真表明小样本时该算法的方差接近CRLB。该算法除用于推导外，应用于数据信道模型也能得到非常有意义的结果。

关键词 信道探测；参数估计

1引言

功能强大的多维信道模型常常需要信道探测和广泛的信道测量。多维信道模型是未来高频谱效率无线通信系统收发机结构制造和网络设计的重要工具。一个重要应用是多输入多输出(MIMO)通信系统的发展，MIMO系统采用多发射天线、多接收天线和相应的信道传播参数估计来进行信道探测。

无线传输中，一般将接收机收到的信号分解为镜像反射分量和漫散射分量。镜

基于MATLAB的移动通信信道建模与仿真

1、引言

MATLAB 仿真软件能很好的对数字通信系统进行模拟仿真，用户可以根据自己研究的 需要，通过使用不同的算法编写程序来构建能够满足一定仿真要求无线通信信道。本文首先 主要介绍了移动无线信道的特点及其分类，在此基础上给出了小尺度衰落信道的Clarke 模 型中的主要信道类型和重要概念。在文章的仿真部分提出了非相关Rican 信道的MATLAB 仿真，和一个基于移动无线衰落信道的MATLAB 仿真，它描述了在构建移动通信信道时 Rayleigh 衰落信道的仿真模型。

2、移动无线衰落信道分类

当移动台在一个较小的范围（小于20个工作波长）运动时，引起接收信号的幅度、相位和到达角等的快速变化，这种变化称为小尺度衰落。典型的小尺度衰落有Rayleigh、Rician衰落，因为当信号在传播过程中经过许多反射路径后，接收到的信号幅度可以用Rayleigh或Rician概率密度函数来描述。在接受信号有直达信号LOS(Line of sight)的情况下，幅度的衰落呈现Rician分布，而当在接收端没有直达信号的情况下，幅度的衰落呈现Rayleigh分布。采用小尺度衰落模型的信道，衰落幅度是服从Rician或

34 11 2013 11

Journal on Communications

Vol.34 No. 11 November 2013

doi:10.3969/j.issn.1000-436x.2013.11.020

MIMO Huffman └ 8

ē ē ē

┦ 211100

MIMO J Huffman └ 8 8 └ ┑ : Ё Huffman Huffman

Ё TN911.22 A 1000-436X(2013)11-0179-05

Joint space-time Huffman limited

系统仿真学报０

Ｉｏ啪ａｌ

０ｒＳｖｓｔｃｍＳｊｍｕＩａｔｊｏｎ

多径瑞利衰落信道建模与智能天线算法研究

曾志华

忘伟正、李岳霖，￡玉毒

ｉ舶＊。ｒ１，‘＿’ｏ＿Ｉ丑■Ｐ

Ｆ％，…ｍ，‘０＊Ｉ

５…，Ｉ

摘要：选用Ｊａｃｋｓ方法对寿在多普勒扩展的多轻璃利童蕃恬遣进行骨鼻走棋．井在此模型的基础上分析７瑞利袁蓐和多昔勒扩展对基于ｉ小均方误堇（ＭＭｓＥ）准刖和最大惦干晕比（ＭｓＩＮＲ）

准删的于空闻方法和重小均方（ＩＭｓ）算法以＿爰递归曩小二采（Ｒｌ，ｓ）算墙性她的形响．进ｉ提《一静罗径瑞‘一衰善信道Ｔ的智能ｔ鼓兽击训蚌序列长度¨选取ｉ女适一于信道发生；普勒扩展

对曲Ｈ彤

关键词：阵列ｔ巍：瑞；．袁落，；普轱扩展．自适Ⅱ穗谴中图分类号：ＴＨ艟ｌ＋，Ｉ

文献标识码：Ａ

文章编号：ⅢＨ”】×ｆ２ｑ）７｝ｓ２．∞】８．｛Ｈ

ＭｏｄｅｌｉｎｇＯｆＭｕ儿ｉｐａｔｈ

ＲａｙｌｅｉｇｈＦａｄｉｎｇＣｈａｎｎｅｌ

ａｎｄＳｔｕｄｖ

ｏｎ

ＳｍａｒｔＡｎｔｅｎｎａＡｌｇｏｒｉｔｈｍｓ

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多径瑞利衰落信道建模与智能天线算法研究

曾志华

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摘要：选用Ｊａｃｋｓ方法对寿在多普勒扩展的多轻璃利童蕃恬遣进行骨鼻走棋．井在此模型的基础上分析７瑞利袁蓐和多昔勒扩展对基于ｉ小均方误堇（ＭＭｓＥ）准刖和最大惦干晕比（ＭｓＩＮＲ）

准删的于空闻方法和重小均方（ＩＭｓ）算法以＿爰递归曩小二采（Ｒｌ，ｓ）算墙性她的形响．进ｉ提《一静罗径瑞‘一衰善信道Ｔ的智能ｔ鼓兽击训蚌序列长度¨选取ｉ女适一于信道发生；普勒扩展

对曲Ｈ彤

关键词：阵列ｔ巍：瑞；．袁落，；普轱扩展．自适Ⅱ穗谴中图分类号：ＴＨ艟ｌ＋，Ｉ

文献标识码：Ａ

文章编号：ⅢＨ”】×ｆ２ｑ）７｝ｓ２．∞】８．｛Ｈ

ＭｏｄｅｌｉｎｇＯｆＭｕ儿ｉｐａｔｈ

ＲａｙｌｅｉｇｈＦａｄｉｎｇＣｈａｎｎｅｌ

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