MIMO系统模型构建

MIMO技术 大规模MIMO(Massive MIMO)是一种新兴的多天线技术,旨在增强无线通信系统的频谱效率和能量效率。它与传统的MIMO技术不同之处在于,大规模MIMO使用数百个或数千个天线和数百个或数千个用户进行通信,而传统的MIMO技术通常仅使用2到4个天线。大规模MIMO的主要优点是可以显著提高频谱效率和能量效率。通过使用大量的天线,可以实现更高的信道容量,并且可以减少干扰和噪声的影响。此外,大规模MIMO还可以提高系统的可靠性和安全性,因为通过使用更多的天线来传输信号,可以提高系统的鲁棒性,使其更难被攻击。 阅读详情

一.铺垫

随着通信方式不断改变,从有线的传输方式到无线的传输方式,通信的距离不断扩大,通信的质量不断提高,通信的效率不断上升,从仅仅靠语音通信的电话沟通,如今已经发展到视频、网络等通信方式,通信技术随着通信方式的改变一直在发展和进步。多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)利用通过多个发送天线和接收天线,信号在多个收发天线间进行传输,这样的方式能够合理地利用空间资源,使得MIMO系统能够在发射功率不变和带宽不变的情况下,提高MIMO系统的容量。

带宽 Bandwidth

带宽指的是信号所占据的频带宽度,可被用来描述信道,也可解释为有效通过信道的信号的最大频带宽度。

  • 模拟信号:带宽又称为频宽,单位为Hz
  • 数字信号:单位时间内链路能够通过的数据量,用波特率或者符号率来描述

备注:数字信号的传输时通过模拟信号的调制来完成的。

MIMO系统的优势在于多发多收的天线系统,在不改变频带的情况下,提供了较大的信道容量,但不能解决信道中的多径干扰。MIMO系统的原理是通过将发送端与接收端的天线信号进行合并处理,以改进MIMO的通信质量和速率。传统上认为多径传播是无线传输的一个缺陷,而MIMO系统的主要特征就是把多径传播转变成对用户有利的因素。对MIMO系统的收发天线的无线信号的传输是相对独立的,通过在接收端使用接收机将信号进行处理,从而还原出发送端的数据信号。

二. MIMO系统模型构建

天线的多发多收是MIMO的特点,在无线通信的环境下,无线通信的信道存在各种干扰和损耗,如多径衰落、阴影衰落、自由空间传播损耗等,降低了系统传输的可靠性。系统接收端收到的信号已经被破坏无法还原,单天线系统尽管拥有简单易实现的特点,但在恶劣的环境下行不通,因此产生了多发多收的MIMO技术。

MIMO系统的原理图如下:

MIMO技术为在复杂的信号环境中的信号传输做出了重要贡献。具体细节是:单一的数据流经过MIMO系统的处理变换成若干个小的数据符号流,接收端接收这些从信道传来的数据符号解调恢复出原始信号。

另外,正交频分复用技术利用将信道划分成多个子信道的方式来减少频率衰落,在MIMO技术中,是通过增加天线数量来解决,发射端有多个天线,到达接收端也有多个天线进行接收。MIMO技术的两个重要部分为:能够提高信道容量的空间复用技术和提高MIMO系统接收信号正确率的空间分集技术。通过天线数量的增加可以提高系统的容量,减少对频谱的浪费,由于天线数量增加,有了多个数据通道就使得传输的速率上升。传输质量也可以利用发射端和接收端的分集进行提高,因此MIMO技术在无线通信中十分重要。 

初识MIMO(一): MIMO信道模型 初识MIMO(一): MIMO信道模型 一.MIMO中常用的一些量 1. 统计模型 MIMO中信道使用相关性来描述的,而相关性是和AoA强相关的,如何来描述呢? 可以看到,建模的方式是得到PADS后分别对AoA以及角度进行积分得到他们的随机分布,再次基础上可以计算出时延和AoA的方差(扩展)。 每一簇上不可分辨的路径的角度是以平均AoA为中心的高斯分布。而PAS是拉普拉斯分布,而PDS是指数分布,这是符合直觉的,因为后到达的功率一定小。==为什么功率分布从τ0\tau_0τ0​==开始?,不理解 2. 阅读详情

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