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基于电场的极化分集技术研究

作　者: 文首明
导　师: 张钦宇
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 信道容量极化分集相关性交叉极化辨识
分类号: TN919.72
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

极化域被认为是独立于时间、空间、频率的一种资源域。利用极化域对信号进行分集不仅丰富了分集的种类(时间分集、空间分集、频率分集)，更重要的是提升了系统对通信资源的利用率，达到资源复用的目的。极化分集是利用不同极化状态的电磁波在经过信道的过程中衰落不相关的特性实现分集的。常用的时间分集，频率分集是通过降低传输速率或者增加频率带宽来达到分集的效果，虽然空间分集是在不牺牲信号频率带宽和『呆证数据传输速率的同时获得分集增益，但由于其对空间利用十分浪费，特别在没有足够天线场地的收信台用起来十分不方便而受到限制，然而极化分集因不要求天线之间相隔距离很远，又不浪费其他资源，因此具有极高的研究价值，应用前景十分广阔。本文分三个部分较为系统的研究了基于电场的极化分集技术。在第一部分中分析了极化分集技术的相关性与空间到达角和交叉极化辨识有关，并给出其具体的关系表达式；同时研究了极化分集技术的接收信号幅度与空间到达角和交叉极化辨识的关系，综合得出结论极化分集技术可以很好的实现信号分集并且分集接收到的信号幅度之间差别不大，便于后期对信号进行合并处理。第二部分采用MIM0信道模型，将极化分集技术应用在空间分集中，通过理论推倒与仿真验证得出结论极化分集技术对MIM0系统容量有较大的提升，采用双极化分集技术与没采用极化分集技术相比，信道容量有接近两倍的提升。第三部分将极化分集技术应用与空间复用和空时编码中，分析指出采用极化分集技术可以明显降低系统接收端的误符号率，印证了分集技术可以改善系统性能，同时系统的误符号率与发射端相关性和接收端的相关性有关，并且发射相关性和接收相关性对系统的误符号率的影响不同。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-12
  1.1 课题来源及研究目的和意义  7
  1.2 国内外极化分集技术发展概况  7-11
    1.2.1 国外极化分集技术发展概况  7-9
    1.2.2 国内极化分集技术发展概况  9-11
  1.3 主要研究内容  11-12
第2章分集接收及相关技术  12-24
  2.1 分集技术  12-18
    2.1.1 分集的必要性  12
    2.1.2 分集增益  12-14
    2.1.3 接收分集  14-15
    2.1.4 发送分集  15-17
    2.1.5 影响分集增益的基本因素  17-18
  2.2 MIMO 信道模型及其统计分布  18-23
    2.2.1 MIMO 信道模型  18-21
    2.2.2 一些随机变量分布的处理  21-23
  2.3 本章小结  23-24
第3章电场双极化与三极化分集理论  24-36
  3.1 双极化天线极化分集理论  24-31
    3.1.1 双极化分集天线的配置  24-25
    3.1.2 分集分支的接收信号  25-26
    3.1.3 双极化分集接收天线两分支之间的相关系数  26-29
    3.1.4 接收信号电平降低因素  29-31
  3.2 三极化天线极化分集理论  31-35
    3.2.1 理想共点三极化天线模型  31-35
  3.3 本章小结  35-36
第4章 MIMO 系统中应用极化分集  36-46
  4.1 信道容量  36-38
    4.1.1 功率分配机制  36-37
    4.1.2 接收分集信道容量  37-38
    4.1.3 发送分集信道容量  38
  4.2 极化分集的信道容量  38-41
  4.3 空间分集和极化分集联合使用下的信道容量  41-44
  4.4 本章小结  44-46
第5章极化分集与空间复用和空时编码相结合  46-55
  5.1 系统模型  46-47
  5.2 极化分集与空时复用相结合  47-49
  5.3 极化分集与空时编码相结合（采用Alamouti 技术）  49-52
  5.4 仿真结果  52-54
  5.5 本章小结  54-55
结论  55-56
参考文献  56-60
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果  60-62
致谢  62

基于电场的极化分集技术研究

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