天线阵列结构对于多天线系统的容量影响开题报告

1. 研究目的与意义

在高速发展的无线通信系统中，有许多的信号传输技术，而多输入多输出技术(multiple-input multiple-output , MIMO)则是众多技术中大受欢迎的一门。多输入多输出(MIMO)技术是在系统的发射端与接收端均采取了多天线系统，通过无线环境中大量存在的散射体，在收发端之间建立起相互独立的多个传输通道，并传输数据，从而在有限的带宽下，大大提高系统容量，同时改善了频率的利用率。空时编码（Space Time Coding , STC）是一种空间传输信号和时间传输信号的结合，能获取更高数据传输率的信号编码技术。在新一代移动通信系统中，空间上采用多发多收天线的空间分集来提高无线通信系统的容量和信息率，而在多天线的条件下使用空时码的信道编码形式，可有效降低因无线信道传输中的衰落，大大提高频谱利用率。

多天线系统是无线通信领域的重要内容，它能在不增加系统带宽的条件下在系统收发端设置多根天线，从而能提高系统的频谱效率和获得分集增益。在实际应用中，天线阵列的结构往往会对多天线系统的容量造成重要的影响。天线阵列一般包括圆形阵列、线性阵列和矩形阵列等，研究各种天线阵列设置的下多天线系统的容量对于工程设计会提供理论的参考依据。

2. 国内外研究现状分析

随着现在无线通信技术的快速发展，MIMO无线通信仍然是一个全新的、富有极强挑战力的研究领域。特别是该技术能够在散射条件下不依赖增加带宽以及发射机功率来实现提高无线通信系统通信效率的目的，数据资源得到了有效的共享与应用。然而,在其核心的空时分组编码研究工作中仍然没有取得突破性进展,在一定程度上影响MIMO无线通信系统的应用范围。

多输入多输出(MIMO)系统在不增加系统带宽和发射功率的情况下, 能成倍地提高通信系统的容量,并且能够利用多天线来抑制信道衰落。理论研究表明, 在接收天线数大于发射天线数的情况下 ,MIMO 系统容量随发射天线数的增加而线性增长。 相对于传统的单输入单输出 (SISO)系统, MIMO 系统容量的提高是相当可观的。发送端是否知道 CSI,对静态信道而言 ,相对来讲比较容易。但对信道条件变化较快的随机信道而言 ,由于接收端需要反馈当前的信道信息 ,带来部分的时延和附加的开销, 增加了系统的复杂度和实现代价。因此, 要根据信道情况,权衡利弊。在信道信噪比较大的情况下 , 没有必要去追求获得 CSI,但在信道信噪比较小的情况下, 则应设法获得信道状态信息,以求获得更好的容量指标。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.理解空时分组编码设计的原理；

2.空时分组码系统收发两端的仿真设计；

4. 研究创新点

使用Matlab进行仿真研究，分析不同天线阵型在不同天线间隔对MIMO系统容量CCDF的影响，从而为实现MIMO的容量增益，对天线设计进行最优化。