阵元间距对室内MIMO系统信道容量的影响.pdf

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1、第22卷第6期电子设计工程2014年3月V01．22No．6ElectronicDesignEngineeringMar．2014阵元间距对室内MIMO系统信道容量的影响顾朝志，李俊红(1．中国石油大学计算机与通信工程学院，山东青岛266580；2．中国移动通信集团公司河北有限公司邢台分公司网络部。河北邢台054002)摘要：引入散射体的随机分布模型，讨论了室内微微蜂窝4x4MIM0系统中接收端阵元间距对各子信道间衰落相关性及信道容量的影响。数值模拟结果说明在室内环境有丰富散射体存在且接收端放置天线的空间受限的情况下，阵元间距可做得很小(0．5A)，便可以得到较大

2、的信道容量，此时相关系数仅为0．1左右，对信道容量的影响很小关键词：MIM0；阵元间距；衰落相关；信道容量中图分类号：TN929．5文献标识码：A文章编号：1674—6236(2014)06—0103—03EfectofantennaspacingonchannelcapacityofindoorMIMOsystemsGUZhao—zhi，LIJun—hong(1．CollegeofComputerandCommunicationEn~neenng，ChinaUniversityofPetroleum，Qingdao266580，China；2．ChinaMobi

3、leCommunicationsCorporationLtd，HebeiXingtaiBranch，NetworkDivision，Xingtai054002，China)Abstract：Theeffectofantennaspacinginreceiversideonspatialcorrelationandchannelcapacityofa4x4MIMOsysteminindoorpicocellisanalyzedbasedonarandomdistributionofscatterersmode1．Simulationresultsshowthatin

4、richscatteringindoorenvironmentwherethespacetoplaceantennaislimited，verysmallinter-elementspacing(0．53．)cangethighchannelcapacitywithcorrelationcoeficientabout0．1．Keywords：MIMO；elementspacing；spatialcorrelation；channelcapacityMIMO技术作为新一代无线通信系统的关键技术，能够空间相关性时的信道容量的88．5％，当阵元间距为5时，衰充分利用空间

5、资源以提高频谱效率。而收发多天线系统是落相关性对信道容量的影响不大171。Wiklundh，Kia等通过测MIMO无线系统的重要组成部分．是其发射信号与捕获多径量表明。工作频率为300MHz时，采用圆形阵列，半径为的工具，MIMO系统的高性能在很大程度上依赖于多天线系0．125m时的信道容量仅比0．25m时的信道容量降低10％[sl。统的合理设计【1-21。在实际通信环境中，由于移动台的尺寸限文献f91则对2．4GHz下的一个2x2混合极化MIM0系统进制而使阵元间的间距较小．各子信道间的衰落往往是相关行测量．结果表明在移动终端采用单极化天线时，只要保持的．因此研

6、究阵元间距对衰落相关性进而对信道容量的影响阵元间距为O．4，就可以得到与移动终端采用双极化天线相对于设计和评估MIM0天线系统都十分关键。当的信道容量。W．C．一Y．Lee早在1974年就指出要使衰落相关系数小纵观目前研究成果，在天线阵元间距如何影响MIMO系于0．7，在边射情况下阵元间距要在15～20h之间[31。文献【4]指统信道容量及构建合理的阵列拓扑结构方面，获得的结论不出基站采用双极化直线阵，阵元间距为4h时，可得到理想状尽相同．甚至差别比较大。本文采用散射体的随机分布信道态即不考虑空间相关性时的信道容量的8O％，文献f51的结果模型，分析了天线阵元间距

7、对室内微微蜂窝MIM0系统各子表明将基站和接收端的阵元间距增大到3就能得到较高的信道间衰落相关性及信道容量的影响，为构建室内MIMO系信道容量。文献f6】应用射线追踪法研究了室内MIMO系统的统多天线阵列拓朴结构提供理论依据。信道容量．结果表明LOS和NLOS两种信道环境下。阵元间1信道模型距为5时就可以达到独立同分布时的理想值。Chen—NeeChuah等分别分析了接收机信道参数已知、发射机信道参数文献『101根据城市微区的环境特点，假设基站周围没有已知和未知两种情况下，衰落相关性与信道容量的关系，结散射体存在．散射体仅存在于移动台周围，将自由空间传果却表明在阵

8、元间距为0