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1、I摘 要MIMO技术是无线通信技术发展的一次重大飞跃，它能够突破无线频率资源限制，大幅度提高无线通信系统效率，被认为是无线通信技术未来发展的方向。然而，MIMO技术也彻底打破传统的无线通信模式，它要求系统使用多根发射和接收天线同时地发射和接收数据，使得无线通信系统结构、分析方法、调制、编码、信道估计、检测和多址方式等各个方面面临挑战。本文在国内外相关研究工作的基础上，针对MIMO信道容量理论进行深入研究。首先介绍了MIMO的研究现状，包括已取得的进展和存在的问题。并在移动无线信道特点的基础上，阐述了MIMO信道的特征，建立了数学模型。然后，仿真了数种典型恒定信道参数系统的容量以及空间相关性对信
2、道容量的影响，进而得出结论：MIMO系统可以有效的提高信道容量, 但是由于天线之间相关性的影响，MIMO系统容量也有所下降。其次，分析了STBC系统的容量，并将其与全开环MIMO系统的容量进行了比较。最后重点实现了OFDM技术的仿真，并讨论了MIMO-OFDM系统在频率选择性信道下的容量以及多径和空间相关对其系统容量的影响。关键词： 多多输入多输出 信道容量 空间相关性 空时分组码 正交频分复用IIAbstractMultiple-input-multiple-output(MIMO) technology is a significant breakthrough in the develo
3、pment of wireless communication technologies. It can get rid of the constraint of radio frequency resource and greatly increase the spectral efficiency of wireless systems, and thus is considered as the future development trend of wireless communication technologies. However, MIMO technology thoroug
4、hly breaks the mode of traditional wireless communications, since it requires multiple transmit and receive antennas to simultaneously transmit and receive data information in the same time, which challenges all the aspects of wireless communications including system architecture, analytical methods
5、, modulation, coding, detection, channel estimation, multiple access, and so on. On the basis current research works, this paper investigates MIMO channel capacity . Firstly, the author introduces the current study of MIMO, include the inprovements which were received and the challenges which are fa
6、ceing to. Then, it analyses the wireless channels, and expounds the MIMO channel characteristic, and models the MIMO channel . Secondly, it simulates the capacity of several typical invariableness parameter channels and the impact of channel space correlation on the capacity of MIMO system . From th
7、e simulation, we can take the conclusion that MIMO system can effictively improve thannel is decreased. Thirdly, it analyzes the capacity of STBC system , then comparises the capacity of MIMO system and STBC.Finally,it is simulated the Orthogonal Frequency Division Multiplexing(OFDM), and discussed
8、that the capacity of MIMO-OFDM system over frequency selective fading channels, then simulated the impe capacity of channel, but due to the impact of channel space correlation, the capacity of chact of multiple paths and channel space correlation on the capacity of MIMO OFDM system .IIIKey words： MI
9、MO channel capacity correlation STBC OFDM目 录IV摘 要 .IAbstract .II第 1 章 MIMOMIMO 系统概述 .11.1 无线通信的发展概况 .11.2 MIMO 系统的发展 .21.2.1 研究的背景和意义 .21.2.2 已取得的进展 .41.2.3 存在的问题 .51.3 MIMO 技术简介 .71.3.1 MIMO 系统的概念.71.3.2 MIMO 系统的特点.9第 2 章 无线 MIMOMIMO 空时信道的一般理论 .112.1 移动无线信道的衰落特性 .112.1.1 无线移动信道传播特性.112.1.2 三种经典的衰落分
10、布 .132.2 无线 MIMO 空时信道模型 .142.2.1 信道矩阵 H 的计算.152.2.2 信道模型.16第 3 章 MIMOMIMO 系统的容量 .183.1 引言 .183.2 恒参信道条件下的 MIMO 信道容量分析 .193.2.1 各种系统的信道容量 .193.2.2 信道容量的仿真结果比较.243.3 信道相关对 MIMO 信道容量的影响 .253.3.1 信道相关性的定义.263.3.2 相关信道模型.273.3.3 相关信道下容量的分析.28第 4 章 STBCSTBC 系统的信道容量分 .30V4.1 STBC 概述 .304.1.1 空时分组码的研究现状.304
11、.1.2 STBC 原理 .304.1.3 STBC 构造 .314.2 STBC 的容量分析与仿真 .324.2.1 STBC 的容量分析 .324.2.2 STBC 信道容量的仿真与分析 .33第 5 章 MIMO-OFDMMIMO-OFDM 系统的容量分析 .365.1 引言 .365.1.1 OFDM 技术.365.1.2 MIMO-OFDM 技术.395.2 MIMO-OFDM 系统模型 .415.3 MIMO-OFDM 各态历经容量分析与仿真 .425.3.1 MIMO-OFDM 各态历经容量 .425.3.2 MIMO-OFDM 各态历经容量的仿真与分析 .43结 论 .45致 谢 .
