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基于相关性矩阵的环形天线阵列的研究
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2009-09-10
贾大林
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空间相关性是多输入多输出（MIMO）无线通信系统急需解决的问题。MIMO 系统的容量增长与无线信道的空间相关特性紧密联系。本文分析了这些特性与信道容量的关系，利用相关性矩阵对圆形天线阵列的分析，分析结果可以证明圆形天线阵列的半径的减小意味着信噪比的减小。
关键词：MIMO，圆形天线阵列，相关性，信道容量
多输入多输出（MIMO）技术是一个新兴的研究领域，被认为是大幅提高带宽效率的理想方法[1][2][3]。频谱效率的提高是在同样的频率信道下,通过不同的天线同时传送不同的信号来实现的，同时使用了多接收天线和适当的接收算法。
MIMO 中可利用的频谱效率受许多因素影响，包括信号平均接收功率、接收信号的分布、热噪声、相干噪声以及其他用户的干扰。由于是多发射和接收天线，系统的多维静态特性就显的很重要。因此，对MIMO 系统设计者来说，需要通过一个空间相关性模型来近似表示实际的传播特性[6][7][8]。
最近很多论著量化分析了此类MIMO 系统的特性，考虑了不同环境、不同天线放置的情况，见参考文献[4][5]。在这些文献中，使用空间相关性模型的不同信号模型已经在对MIMO 系统的分析中提到过。指数相关性由于其简单而被用于MIMO 系统的分析中，但这个模型在现实分析中并不准确。目前仍然缺少一个简单而且准确的相关性模型来分析从近似到完全的情况。本文就是要引进一个分析环形MIMO 天线系统的简单相关性模型。通过利用相关性模型分析环形天线阵列的MIMO 信道容量，可以证明，环形天线阵列半径的减小意味着信噪比的降低。
关键词：MIMO，圆形天线阵列，相关性，信道容量
多输入多输出（MIMO）技术是一个新兴的研究领域，被认为是大幅提高带宽效率的理想方法[1][2][3]。频谱效率的提高是在同样的频率信道下,通过不同的天线同时传送不同的信号来实现的，同时使用了多接收天线和适当的接收算法。
MIMO 中可利用的频谱效率受许多因素影响，包括信号平均接收功率、接收信号的分布、热噪声、相干噪声以及其他用户的干扰。由于是多发射和接收天线，系统的多维静态特性就显的很重要。因此，对MIMO 系统设计者来说，需要通过一个空间相关性模型来近似表示实际的传播特性[6][7][8]。
最近很多论著量化分析了此类MIMO 系统的特性，考虑了不同环境、不同天线放置的情况，见参考文献[4][5]。在这些文献中，使用空间相关性模型的不同信号模型已经在对MIMO 系统的分析中提到过。指数相关性由于其简单而被用于MIMO 系统的分析中，但这个模型在现实分析中并不准确。目前仍然缺少一个简单而且准确的相关性模型来分析从近似到完全的情况。本文就是要引进一个分析环形MIMO 天线系统的简单相关性模型。通过利用相关性模型分析环形天线阵列的MIMO 信道容量，可以证明，环形天线阵列半径的减小意味着信噪比的降低。
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