许多研究已经尝试去解决LOS信道的MIMO传输问题。即使有一个强大的LOS组件增强几何阵列性能和给出了视距输入输出具体位置天线的表达式,不过这些方法还是只能提高局部区域的信道容量,因为接收器被使用在一个广泛的位置中,所以移动通信是无效的。
很多场景中都有直射路径,不过直视路径总是影响MIMO展现其优点,由于直视路径能够让信道的相关性变强,致使信道矩阵的秩下降。不过A。R。Nix研究了通过改变优化天线间的间距来保持LOS-MIMO空间子信道的相关性,这为论文的分析提供了基础知识。
1。1。1 MIMO技术简介
这些年来以来,伴随迅速发展的因特网技术与移动通信的脚步,无线因特网的技术与多媒体的数据业务已经存在于第五代移动通信中。MIMO技术是未来无线通信系统中实现高数据速率的传输、改善传输的质量和提高信道容量的重要途径。不过频谱的资源一般是有限制的,开发具有非常高频谱利用率的无线通信技术可以满足高速率的情况。在无线移动通信的领域中,智能天线技术的重大突破是MIMO技术。这个技术可以在不增加带宽的情况下,提升通信系统的容量与频谱的利用率,所以大众普遍认为下一代移动通信的重要技术之一是MIMO技术。
图1-1 MIMO系统示意图
MIMO系统是采用多天线的方法来完成空间复用的。依据接收端和发送端的天线个数的多少,相比较一般的SISO系统,SIMO系统与MISO系统可以存在MIMO系统里。MIMO系统的结构图为图1-1。
一般情况下,衰落可能由多径信道所引起,因此衰落通常被视为有害因素。不过有相关资料显示,和MIMO系统相比较,一个可以利用的因素是多径信道。MIMO系统在接收端和发送端都使用多天线(或者阵列区域)和多通道的配置,相对于多径无线信道来分析MIMO系统的多入多出的特点。在通过空时编码之后,传输的信息流造成了N个信息的子流。这N个信息的子流通过N个天线来传输,通过空间信道之后,然后通过M个接收天线收到。多天线的接收端可以使用空时编码,空时编码处理可以使得这些信息子流解码和分离[1],最终完成非常好的处理。信道接收到了这N个信息的子流,并且同一频带有各发射信号,所以可以使得带宽变宽。如果独立响应了发射天线与接收天线之间的道路,那么一些并行空间通道可以存在于多入多出系统。信息由这些并行空间通道发送和接收之后,肯定能够提升数据速率。所以在每个天线阵列的分配方面,和系统性能有关的重要因素是数据与数据子流的独立性,在天线阵列的链路之间,衰落的相关性决定了独立的数据子流的数量,所以在MIMO系统中,和MIMO系统有关的重要因素之一是天线阵列链路之间的衰落相关性。可以更好地利用收发信号的全部时频域和空间域的特点的是MIMO系统,其包含以下的特点:
(1)降低和使用了多径衰落:可以完成多径的合成是MIMO系统,MIMO系统可以改善蜂窝通信的相关性能[1]。
(2)降低了共道的干扰:可以使用波束形成技术的是MIMO技术,还有使用多用户检测技术对共道的影响完成控制的也是MIMO技术。
(3)频谱的使用效率变高了:因为能够把共道的影响和多径的衰落降低的是阵列天线,所以在信噪比不变的情况下,能够减小误码率的是阵列天线,并且在误码率不变的情况下,在测量的时候减小信噪比的也是阵列天线。MIMO系统可以控制码间的影响和共道的影响,还能够去除码间的影响和共道的影响,并且想要增大接收信号的信噪比可以使用分级的方法,所以可以适当地减小移动台和基站的发射功率,并且可以减小对电磁场中电磁的影响,还可以降低对生态环境的干扰,另外延长电瓶的使用寿命,把系统对于功率控制的能力降低,以及把系统对器材的标准降低。