文档介绍：单位代码: 10293 密级:
硕士学位论文
论文题目:多天线互耦效应对 MIMO 系统性能的影响
学号 1010020803
姓名钮历宇
导师张业荣
学科专业电磁场与微波技术
研究方向无线通信与电磁兼容
申请学位类别工学硕士
论文提交日期二〇一三年二月
Effect of Mutual Coupling on the Performance of
MIMO Systems
Thesis Submitted to Nanjing University of Posts and
munications for the Degree of
Master of Engineering
By
Niu Liyu
Supervisor: Prof. Zhang Yerong
February 2013
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南京邮电大学
硕士学位论文摘要
学科、专业:工学电磁场与微波技术
研究方向:无线通信与电磁兼容
作者:钮历宇
指导教师:张业荣
题目:多天线互耦效应对 MIMO 系统性能的影响
英文题目:Effect of Mutual Coupling on the Performance of MIMO Systems
主题词:MIMO 立方体,MIMO 正八面体,平均信道容量,互耦效应
Keywords: MIMO cube, MIMO octahedron, average channel capacity, mutual coupling
南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要
摘要
本文主要探讨了 12 元 MIMO 多天线结构在室外丰富散射环境下的性能,并探讨了天线
间互耦效应对 MIMO 系统性能的影响。
首先给出了多元偶极子 MIMO 天线室外三维交叉多极化双环模型,并分别给出了平均功
率分配和注水算法功率分配条件下,平均信道增益、注水算法有效信道数和平均信道容量的
三个性能评价指标。
然后分析了 MIMO 立方体 12 元天线结构,首先创新性地使用感应电动势法推导了通用
的互阻抗矩阵显式表达式,并讨论其可行性;通过软件仿真,计算 MIMO 立方体天线在室外
三维交叉多极化双环模型下的性能表现;仿真表明,在注水算法下,MIMO 立方体天线平均
有效信道数平均在 11 左右(理论最大值为 12),已经非常接近独立同分布瑞利衰落信道的值;
当天线长度为半波长时,其平均信道容量在信噪比为 20dB 时达到了 bit/s/Hz;MIMO 立
方体天线间的互耦效应在天线间距小于 波长时,能够产生一定的角度分集效果,反而提
高了系统的信道容量;MIMO 立方体天线结构和圆阵天线结构相比,能充分利用天线间的距
离分集、极化分集和角度分集,最大限度地提高系统容量。
最后创新性地提出了一种 MIMO 正八面体天线结构,分别推导了 MIMO 正八面体各种
天线位置关系间的互阻抗的显式表达式;使用三维交叉多极化 MIMO 室外模型,对 MIMO
正八面体天线的性能进行了计算;仿真表明,MIMO 正八面体天线结构和 MIMO 立方体天线
结构相比,体积不足其 50%,但其平均信道容量能达到 MIMO 立方体的 90%。
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南京邮