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未来移动通信系统需要在有限的频谱资源,恶劣的传输环境,较低的发射功率等情况下达到更高的传输速率。多输入多输出(MIMO)技术是解决这些问题的可采用的方法之一。MIMO系统的信道容量主要决定于MIMO信道特性,MIMO信道特性常用信道模型来描述。准确的MIMO信道模型对MIMO系统的实现有重要的价值,而准确的MIMO信道模型,往往需要对实际信道的测试数据进行处理和统计获得。
目前针对MIMO信道容量的分析已经做了许多理论研究,但是大部分是在已存在的空时传播模型的假设下进行的。因此,真实环境下的信道测量对于MIMO信道建模和容量分析变得尤为重要。在此背景下,本论文对MIMO信道测量硬件平台进行研究与实现,为进行MIMO信道建模提供实测数据。
本论文的重点是设计并完成了室内环境下MIMO信道的硬件测量平台,该硬件平台包括发射端和接收端两套子系统,每套系统在最高配置下由两块电源板、六块基带板、六块射频收/发板和一块控制板组成。并利用设计的硬件测量平台在室内环境下进行了实时信道测量,对实测数据进行了初步分析。基于这些数据,可预计的后续数据处理包括分析MIMO信道的相关矩阵特性,对几个理论模型进行对比验证等。
设计的硬件测量平台最多可对6×6的MIMO无线信道进行测量,采集的信号带宽最高为20MHz,最高采样速率为64Msps。在最高采样速率下,可支持长达0.5s的连续时间数据采集。无论是室内静止环境还是室内移动环境,硬件平台每通道32M*12bit的I/Q存储数据足以满足其相关矩阵的分析。基带发送信号为基于chu序列设计的具有循环时隙结构的特殊符号,符号速率最高为8Msps。
利用设计的硬件测量系统在室内静止环境下成功进行了2×2MIMO系统的信道数据采集,并对数据进行了简单的分析,信道估计和模型验证的工作正在进行中。