[发明专利]一种MIMO多天线系统性能评估方法及多天线系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种MIMO多天线系统性能评估方法及多天线系统，属于终端MIMO多天线阵元方向性技术领域。

背景技术

近年来由于移动通信入网用户迅速增加，使得无线电频谱日益拥挤。过去我们常常通过分裂蜂窝宏区或微小区的方法来提高系统容量以缓解蜂窝系统中的拥堵情况，但分裂蜂窝小区成本高且需要重新配置蜂窝系统，自适应性天线能有效解决这个问题。由自适应性天线组成的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统可以通过多径信号复用明显提高数据传输速率，以及可以通过分集来提高接收性能。理论上能成倍的提高MIMO多径信道容量，并且不需要额外占用系统频谱资源，因此MIMO多天线收发技术拥有广泛的发展前景。目前多输入多输出技术已经实现了在固定及移动宽带无线接入中的应用，如长期演进(Long term evolution，LTE)系统等。

在自适应性MIMO阵列天线中，阵元方向性和效率等经典的参数已经不足以用来对整体的天线阵列系统性能进行评估。在对自适应MIMO天线系统性能的评估中不仅多径衰落信道应当被考虑进去，而且必须考虑各天线阵元的方向性。Shafi等针对MIMO系统建模和评估提出了一种非常精确的双向信道模型，但是因为这种模型是基于系统级的仿真提出的，如果只需对终端(User Terminal，UT)天线阵列进行比较级的评价，这种模型就过于复杂。Taga模型通常被用作终端的角度功率谱模型，在Taga模型中波达信号方位功率谱(Azimuth Power Spectrum，APS)仅被假设是均匀分布的，但是这种均匀分布是基于终端的MIMO多天线阵列在方向平面上的随机旋转而不是因为波达信号方位功率谱是均匀分布的。很多研究也认为波达信号方位功率谱APS在宏区蜂窝中是服从截断高斯分布。实际上通常对真实的移动宽带无线接入网络(Mobile Broadband Wireless Access，MBWA)系统进行仿真时，首先必须要获得符合实际信道环境的空间信道统计参数，然后再根据这些参数建立MIMO的相关衰落信道模型。过去为研究便利通常仅考虑终端MIMO多天线阵列阵元为全向天线时进行相关性衰落信道的研究。但MIMO天线阵元的方向性可对系统性能产生巨大影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种MIMO多天线系统性能评估方法及多天线系统，在线性天线中引入定向天线阵元，优化了终端天线阵列及系统的性能。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：