关键字 |
| Band-notched,误比特率(BER)、二进制相移键控(BPSK),双面打印,多输入多输出(MIMO),正交相移键控(QPSK)。 |
I.INTRODUCTION |
| 在无线通讯、无线电频谱是一种稀缺资源,因此对高数据率传输的高成本。幸运的是,多天线系统的出现打开了另一个非常足智多谋维度空间,空气中传播的信息。它已经证明了多天线系统提供了非常有前途的增加容量不会增加频谱的使用,可靠性、吞吐量、功耗和更少的敏感性减弱,因此导致突破数据速率的无线通信系统。从那时起,多输入多输出(MIMO)系统已经成为无线通信的主要集中在研究社区和信息理论[1]。 |
| 超宽频天线有其优势领域的雷达系统,通信和军事应用领域。联邦通信委员会(FCC)已批准在3.1 - -10.6 GHz无照乐队为超宽频通信自2002年以来,阴暗的乐队的WLAN (5.15 - 5.825 GHz),可能会干扰通信系统[2]。如果WLAN的band-notched频率可以生产,避免可能的干扰。 |
| 在这篇文章中,一个简单和紧凑的平面超宽带印刷与u型槽贴片天线设计有带切口特征显示接受回波损耗在超宽频频带和带宽[3]。它克服了超宽频和WLAN的干扰。当涉及多个天线在近间距技术挑战更明显而输出(单输入单输出)系统。因此,MIMO天线设计的基本目标是最小化的多个信号之间的相关性[4]。参数描述高度多样化的环境中接收到的信号之间的相关性是相互耦合,因为它可能会影响系统的性能,通过计算相互耦合,可以分析电磁场相互作用之间存在天线MIMO系统的要素。更高的相互耦合可能会导致更高的相关系数从而减少天线效率。的相互耦合主要取决于天线阵列的元素之间的距离。通过增加天线之间的距离,可以减少相互耦合。然而,天线之间的距离不能太大,因为MIMO系统主要应用在移动终端、笔记本电脑、调制解调器、无线局域网接入点等,其中小型化是主要问题。天线元素之间的距离在实践中不能超越一定程度限制的使用空间多样性来实现所需的频谱效率和传输质量。 As an alternative solution to achieve compactness in MIMO systems, the use of pattern diversity as in [5, 6], multimode diversity as in [7], and polarization diversity techniques as in [8] in conjunction with space diversity are discussed in the literature. In the present design, the orthogonal polarization concept is applied to the proposed multi slot patch antenna yielding better results in terms of return loss and mutual coupling. |
| 简要回顾不同的文学论文题目,如[9]的比较不同的相移键控和移频键控方案完成一个实际的通信系统。不同的调制方案的理论公式。[10]中描述的工作MIMO系统的调制方案比较是瑞利信道使用时空编码。性能分析的MIMO时空分组码不同的调制方案也是[11]中描述。因此,得到一个简短的概念从不同的文献上面提到的和许多更多。在本文中,我们做了一个比较不同的相移键控调制方案,但对于一个实际的通道使用实际的信道矩阵。通道2 x2 MIMO系统的创建与实际天线在CST微波工作室设计,进一步获取信道矩阵后调制方案比较是在MATLAB软件完成的。 |
| 本文组织如下。在第二部分中,一个超宽频天线的设计方法和结构以及一个等级是描述和仿真结果。第三部分结合使用超过2 x2 MIMO系统中天线。极化多样性应用于上述MIMO天线和仿真结果进一步分析。在第四部分的性能分析M-PSK MIMO信道调制技术完成。第五部分总结了工作 |
二世。超宽频天线设计 |
| a .天线设计 |
| 衬底上的超宽频天线设计在两面都印上,一边是补丁,另一边是部分地平面。补丁由微条饲料喂线,适当的匹配给水管路需要产生超宽频天线的特性。 |
| 切口乐队是由传统谐振结构,槽或统一半波长谐振器,会出现伪共振引起的伪切口乐队和扭曲的超宽频天线性能。激动人心的插槽模式时,引发了在5.5 GHz,引起强烈的共鸣,改变了在平面单极天线表面电流分布,进而转化为乐队切口。band-notched频率产生的无与伦比的阻抗是5.5 ghz。槽的长度是陷波频率的波长一半基本上,切口的宽度带位于槽的宽度和改变槽的长度会导致频率变化对切口。更广泛的长槽,更广泛的乐队和切口的频率就越高。鉴于超宽频天线的几何形状见图1。这是捏造64 x30平方毫米FR-4衬底介电常数为4.3和衬底厚度1.5毫米。顶部和底部补丁印在底物的辐射结构和地平面。 |
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| 视图是显示在图2中。顶部的衬底有9 x10.5平方毫米尺寸由一条线有2.9毫米的宽度。底部的底物只是部分地平面产生超宽带天线的特性。 |
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| 乐队天线是由切割的切口特征U-slot上补丁,如图3所示。槽的尺寸所示也一样的。该天线有或没有u型槽模拟了CST微波工作室。 |
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| b .仿真结果 |
| 天线的仿真结果图4所示,从模拟图是观察到的超宽频频率范围3.1 - -10.6 GHz, S11 < -10分贝。因此结果一致,天线在超宽频运营。 |
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| 取得结果图5所示,它显示了WLAN频带5.1 - -5.9 ghz已经取得从图4的超宽频天线仿真曲线可以看出,S11 = -23 db的最小衰减发生9.4 ghz的频率,所以我们选择这个频率。MIMO超宽频系统的目的是在这个9.4 ghz频率用于微观权力在超宽带雷达应用删除从WLAN波段干扰。 |
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三世。分布式天线系统设计 |
| 答:分布式天线阵列 |
| 考虑,2 x2 MIMO系统在传感器端有两个天线和两个在接收机端。MIMO系统设计的主要标准是相互耦合,这主要是因为两个天线之间的间距越小,当涉及多个天线在近间距设计问题更加复杂。的相互耦合主要取决于天线阵列的元素之间的距离增加天线的元素之间的距离,可以减少相互耦合。相互耦合可以减轻更多使用极化多样性。两个截然不同的偏振正交的结构独立和不相关的信号在每个天线。我们的系统的设计实现正交极化,一个天线旋转900对相邻元素,如图6所示。天线之间的分离是12.8毫米0.4λ。数组中的天线有相同的维度在第二部分提到。天线安装在衬底对称εr = 4.3,进而是安装在地平面。 |
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| b .仿真结果的数组 |
| 模拟结果图7和图8所示的S11 S22分别,我们可以看到,S11和S22曲线表明,在超宽频天线操作区域独立,还两个天线之间的插入损耗S12很低,如图9所示。 |
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| 我们也计算相关系数和两个天线阵分集增益。相关系数是由(1) |
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| c .分布式天线系统 |
| 我们设计了传输部分,有两个相互独立的超宽频天线,现在接收机端取两个切口天线由相同的距离分开传输天线。背后的想法采取超宽频天线在发射机和开槽天线接收器,从图4中的S11情节我们观察到超宽频天线最低衰减频率为9.4 GHz用于雷达应用中,使用这些超宽频天线发射机和接收方取得天线将把干扰从WLAN波段。 |
| 分布式天线系统图10所示。因此我们有四个端口系统有两个端口编号1和2为发射端和接收端端口3和4。 |
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| 我们可以看到四端口系统的仿真结果图11所示。的信道矩阵计算系统可以通过观察S31, S32, S41 S42的情节,在9.4 GHz的频率,这些将信道矩阵的系数,作为S参数简单地表示接受和传播的比例电压,这些比率表示信道矩阵系数。 |
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| 2 x2的信道矩阵系统可以写成(3) |
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| 这个通道矩阵将用于信道编码和相移键控性能分析在下一节。 |
IV.PERFORMANCE不同M-PSK方案的分析 |
| 使用两个传输和接收天线。整个输入比特流de-multiplexed为两个平行流的两根天线。位流从一个发射机去两个接收器,然后选择其中最好的,它被称为第一个发射机的输出。然后再第二发射机的流到接收器和最佳选择其中被称为第二个发射机的输出。来自发射机的输出相结合,形成整体的输出比特流然后与原始输入流和比特误码率计算。该算法编写的MATLAB代码性能分析: |
| 第1步:第一步是定义在我们系统:所有的参数。符号是传播;发射天线的数量;接收天线的数量;在dB的信噪比范围仿真。 |
| 第二步:定义所有参数之后,我们记下信道矩阵为上面MIMO系统上面定义和调制器将M-PSK维度, |
| 步骤3:模拟从第一个信噪比点,这是在步骤1中定义的。 |
| 步骤4:随机生成和它们使用M-PSK调制。在M-PSK我们使用的技术像BPSK, QPSK,和16 8相移键控和相移键控。 |
| 第五步:在这个步骤中,上述定义信道矩阵用于编码。编码比特的调制和传输通道,然后添加随机噪声。 |
| 第六步:接收机,接收流由ZF检测器的解调。 |
| 第七步:符号错误数在这个步骤中通过比较输出符号流从原始输入流传输。 |
| 表1显示了不同的调制方案的符号错误率在不同的信号噪声比,图12显示了不同的调制方案的比较。 |
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V.CONCLUSION |
| 新方法被定义为设计实践2 x2 MIMO系统。他们使用实际操作超宽频天线设计CST微波工作室,获得的信道矩阵从春秋国旅已被用于进一步编码MIMO,符号错误率的计划随信噪比的增加。调制方案的选择取决于所需的可用带宽和最大数据速率。对BPSK调制符号错误率最小。我们观察到在SER性能没有显著变化,我们从8到16 PSK进行相移键控,而不是增加系统的复杂性,文中建议使用8相移键控通道。MIMO系统提供了一个提高能力但这需要一个复杂的设计和问题相互耦合需要照顾的否则他们创造巨大的干扰,设计系统的成本也高。系统已经为9至10 GHz频率用于雷达应用的切口WLAN乐队在接收机端,消除干扰。 |
引用 |
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