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近年来,中国毫米波通信标准Q-LINKPAN已引起了业内广泛的关注并于2012年9月纳入新成立的IEEE802.11aj任务组。建立起适用于该标准的多输入多输出(MIMO,multiple-input and multiple-output)信道模型是支撑该标准制定的基础。为了能够建立起准确的信道模型,就需要针对其建议的工作频段(43.5 GHz-47 GHz)进行MIMO信道特性测量与分析,并最终提取出能够反映其特性的信道参数。本文针对室内环境,给出了适用于Q-LINKPAN/IEEE802.11aj(45 GHz)标准的信道模型的一般结构,并且就会议室场景进行了信道特性的实际测量,最后进一步针对纯LOS场景分析了不同天线阵列结构的MIMO信道容量特性,并提出了用于优化信道容量的天线阵列布局方案。本文的主要工作包括:
首先对无线传播信道的衰落特性进行了回顾,介绍了单输入单输出(SISO,single-input and single-output)系统向MIMO系统的演进过程。基于MIMO信道的空时特征,通过归纳,比较了不同MIMO信道建模方法的优缺点,最后给出了适用于Q-LINKPAN/IEEE802.11aj(45 GHz)标准的信道模型的一般结构。
然后通过典型会议室环境,分别模拟STA-STA和AP-STA子场景,对不同收发位置,在Q波段下进行接收天线关于方位角的全向信道测量。根据采集获得的测量数据,计算得到了用于支持信道建模的统计参数。
最后分析了在室内环境下短距纯LOS场景中,MIMO系统信道容量的变化特性和敏感度,推导并引入了容量波动参数,以反映信道容量在定点处的容量波动以及在给定区域内的容量分布情况。利用容量波动参数,进一步提出了优化固定点信道容量以及优化给定区域内平均信道容量的方法。最后,结合仿真和实际测量的结果,对容量分析和阵列优化方案进行了验证。