本站原创摘 要: 以射线跟踪技术为基础,在频域中运用MIMO技术,建立了B3G室内信道模型,求出了信道的H矩阵、窄带信道的容量随频点变化情况、宽带容量以及宽带容量随信噪比的变化趋势.
关 键 词 :B3G MIMO 3D 镜像法 容量
中图分类号:TN1 文献标识码:A 文章编号:1007-3973 (2010) 01-085-01
1引言
随着移动通信技术的发展,超三代(B3G)移动通信系统业已被提上商用日程.相对于3G及以下移动通信系统,B3G的业务速率已上升到100Mbps,承载业务的带宽一般不小于20MHZ.相对于3G及以下移动通信系统,无线信道变得更为复杂.传统的基于2G以下的信道模型已经难以适用,因而对于B3G无线信道模型的分析和研究具有十分重要的意义.
2MIMO原理
根据香农公式,在传统的SISO系统中,只有增大带宽或提高发射功率,才能增大容量.由于提高发射功率将会引起更多的干扰,而无线系统的频谱资源有十分宝贵.理论和实践证明在发送端和接收端配置多个天线即MIMO技术将在不增加发送功率和系统带宽的条件下使传输速率与天线的数目成正比的增加.
J.Foshini和E.Telatar分别证明了MIMO系统与SIMO和MISO系统相比,可以取得巨大的信道容量,有望提高几个数量级.因此MIMO已被作为B3G无线系统的主流技术.
3射线跟踪
已知源点S和多面体,根据镜像法原理,由该多面体面反射的射线可以认为是从镜像源I的虚源点直接辐射的射线.镜象源I的位置和源点S对于多面体面所在的平面是对称的.当所求空间域中有N个平面多面体面时,镜象的数目将是N个.可以用类似的方法求出二次和三次镜像点.
4频域仿真结果与分析
检测定房间的尺寸为8m、8m、3m,发射端和接收端采用2天线.
根据窄带信道容量公式:
可以求出各频点的容量.
图1为信噪比为100的条件下,窄带信道容量随频点的变化情况.可知各频点容量围绕着11[bps]上下波动.
图 1窄带信道容量随频点变化
根据宽带信道容量公式:
可以求出宽带信道容量C等于11.6456bps.
图2为2MIMO宽带信道容量随信噪比的变化情况与SISO信道容量的比较.从中可以看出MIMO确实可以大幅度提高信道的容量,因此被作为B3G无线系统的主流技术.
图 2 MIMO容量与SISO容量的比较
5结术语
由上述仿真结果表明了:利用3D镜像法,找出传播路径并在频域中分割频带的射线跟踪方法在信道建模方面是可行的.该方法有效的求出了B3G信道的H矩阵、窄带信道的容量随频点变化情况、宽带容量以及宽带容量随信噪比的变化趋势.为下一步B3G系统设计,仿真打下了一定的基础.