【18页】无线通信基础在线文档

间的距离，为光速，为路径衰减，假定路径衰 减对所有天线对都相同。

设，其中 信道的物理建模 通过本节的内容我们将了解到信道的空间多路复用性能对于物理环境的依赖程 度，为此，我们将研究系列理想化实例并分析骑信道矩阵的秩和条件数，这些确定性实 例同时表明了下节中讨论的信道统计建模的常规方法。

具体地讲，本节的讨论局 限于均匀线性天线阵列，即天线均匀的间隔分布于条直线上，分析的细节取决于特定 的天线结构，但是我们要表达的概念于此无关。

视距信道 最简单的信道只有条视距信道如下所示，图中为不接收信号投影到该信号方向上，也就是最大比合并或接收波 束成形，对不同的时延进行调整，从而使天线的接收信号能够进行相长合并，得到倍的 功率增益，所获取的容量为 于是，信道提供了功率增益，但没有提供自由度增益。

在介绍视距信道时，有时将接收天线阵列称为相位阵列天线。

容量与多路复用结构 本章研究衰落信道的容量，讨论能够从信道中提取所期望的多路复用增益的收 发信机结构，特别是集中研究发射机未知信道的情况。

在快衰落信道中，可以为了符号表示方便， 定义 为方向余弦上的单位空间特征图。

最佳接收机只是将有噪声 射体的自由空间，并且各天线对之间仅存在直接信号路径，天线间隔为，其中为 载波波长，为归化接受天线间隔，即归化为载波波长的单位，天线阵列的尺寸比 发射机与接收机之间的距离小得多。

具体地讲，本节的讨论局 限于均匀线性天线阵列，即天线均匀的间隔分布于条直线上，分析的细节取决于特定 的天线结构，但是我们要表达的概念于此无关。

我们将研究系列理想化实例并分析骑信道矩阵的秩和条件数，这些确定性实 例同时表明了下节中讨论的 信道的物理建模 通过本节的内容我们将了解到信道的空间多路复用性能对于物理环境的依赖程 度，为此，部分内容简介信道与信道的重要区别在于，前者的矩阵不依赖与信部分内容简介信道与信道的重要区别在于，前者的矩阵不依赖与信道的特 定实现，而后者的矩阵则依赖与信道的特定实现。

信道的物理建模 通过本节的内容我们将了解到信道的空间多路复用性能对于物理环境的依赖程 度，为此，我们将研究系列理想化实例并分析骑信道矩阵的秩和条件数，这些确定性实 例同时表明了下节中讨论的信道统计建模的常规方法。

具体地讲，本节的讨论局 限于均匀线性天线阵列，即天线均匀的间隔分布于条直线上，分析的细节取决于特定 的天线结构，但是我们要表达的概念于此无关。

视距信道 最简单的信道只有条视距信道如下所示，图中为不存在任何反射体和散 射体的自由空间，并且各天线对之间仅存在直接信号路径，天线间隔为，其中为 载波波长，为归化接受天线间隔，即归化为载波波长的单位，天线阵列的尺寸比 发射机与接收机之间的距离小得多。

发射天线与第副接受天线之间信道的连续时间冲激响应为 其中，为发射天线与第副接受天线之间的距离，为光速，为路径衰减，假定路径衰 减对所有天线对都相同。

设，其中为传输带宽，则可得基带信道增益为 其中，为载波频率。

信道可以写成。

其中，为发射码元，为噪声， 为接受矢量。

有时将信道增益矢量，称为信号方向或由发射信号在接收天线阵 列上感应出的空间特征图。

由于发射机与接收机之间的距离远大于接收天线阵列的尺寸，所以从发射天线到各接 收天线的路径为阶并行的，并且 其中，为从发射天线到第副接收天线之间的距离，为视距路径到接收天线阵列的入 射角，为在视距方向上接收天线相对于接受天线的位移。

并且 通常被称为相对于接收天线阵列的方向余弦。

因此，空间特征图，为 即有相对时延引起的相位差为的连续天线处的接收信号。

为了符号表示方便， 定义 为方向余弦上的单位空间特征图。

最佳接收机只是将有噪声接收信号投影到该信号方向上，也就是最大比合并或接收波 束成形，对不同的时延进行调整，从而使天线的接收信号能够进行相长合并，得到倍的 功率增益，所获取的容量为 于是，信道提供了功率增益，但没有提供自由度增益。

在介绍视距信道时，有时将接收天线阵列称为相位阵列天线。

容量与多路复用结构 本章研究衰落信道的容量，讨论能够从信道中提取所期望的多路复用增益的收 发信机结构，特别是集中研究发射机未知信道的情况。

在快衰落信道中，可以证明 在高信噪比时，同分布瑞利快衰落信道的容量有确定，其中 为发射天线数与接收天线数的最小值，这是自由度增益。

在低信噪比时，容量近似为，这是接收波束成形功率增益。

在所有信噪比时，容量与呈线性比例关系，这是由于功率增益与自由度增益合 并造成的。

此外，如果发射机也能够跟踪信道，那么还存在发射波束成形增益以及机会通信增益。

利用确定性时不变信道的容量获取收发信机，其结构比较简单在适当的坐标 系统中对数据流进行多路复用，接收机将接收矢量变换到另个适当的坐标系统中， 分别对不同的数据流进行译码。

如果发射机未知信道，那么必须事先固定数据流被多 路复用所选取的坐标系统。

连同联合译码，这种发射机结构实现了快衰落信道的容量，在 文献中也将改结构称为结构。

节讨论比数据流的联合最大似然译码更简单的接收机结构，虽然可以支持信 道全部自由度的接收机结构有若干种，其中的种特殊结构是合并使用最小均方误差估计 与串行干扰消除，即接收机可以获取容量。

慢衰落信道的性能可以通过中断概率和相应的中断容量来表征。

在低信噪比时， 个时刻利用副发射天线就可以获取中断容量，实现满分集增益和功率增益。

另方面，高信噪比时的中断容量还受益于自由度增益，要简洁地刻画其特征更加困难， 此问题留到第章再分析。

虽然采用结构可以实现快衰落信道的容量，但该结构对于慢衰落信道则是严 格次最优的，实际上，它甚至还没有实现信道期望的满分集增益。

为了说明这问 题，考虑通过发射天线直接发送数据流，在这种情况下，各数据流的分集仅限于接收 分集，为了从信道中获取满分集，须对发射天线进行编码。

将发射天线编码与 结合起来的种修正结构不仅能够从信道中获取满分集，而且其性能还接近于中 断容量。

， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， ， 南京邮电大学 毕业设计论文外文资料翻译 学院通信与信息工程学院 专业通信工程 学生姓名陈林明 班级学号 外文出处无线通信基础 附件外文资料翻译译文外文原文 指导教师评价 翻译内容与课题的结合度优良中差 翻译内容的准确流畅优良中差 专业词汇翻译的准确性优良中差 翻译字符数是否符合规定要求符合不符合 指导教师签名 年月日 附件外文资料翻译译文 空间多路复用与信道建模 本书我们已经看到多天线在无线通信中的几种不同应用。

在第章中，多天线用于提 供分集增益，增益无线链路的可靠性，并同时研究了接受分解和发射分解，而且，接受天 线还能提供功率增益。

在第章中，我们看到了如果发射机已知信道，那么多采用多幅发 射天线通过发射波束成形还可以提供功率增益。

在第章中，多副发射天线用于生产信道 波动，满足机会通信技术的需要，改方案可以解释为机会波束成形，同时也能够提供功率 增益。

章以及接下来的几章将研究种利用多天线的新方法。

我们将会看到在合适的信道衰 落条件下，同时采用多幅发射天线和多幅接收天线可以提供用于通信的额外的空间维数并 产生自由度增益，利用这些额外的自由度可以将若干数据流在空间上多路复用至信 道中，从而带来容量的增加采用副发射天线和接受天线的这类信道的容量正比 于。