توضیحات
ABSTRACT
Applying MIMO technology in small wireless devices leads to closely spaced antennas, which results in antenna mutual coupling (MC) and highly correlated signals. In this paper, we investigate the effect of the terminal load impedance of the antennas on the MIMO capacity in the presence of the mutual coupling. We use a new concept of receiving mutual impedances to model the MC effect, which has been shown to have a much better performance than the conventional open-circuit voltage method in different applications of array antennas. Simulation results for a 2×2 MIMO system with half-wavelength dipoles in different scattering distribution scenarios, show that in our proposed method, an optimum value of the terminal load impedance ZL of the antennas can be obtained to maximise the capacity for all scattering distributions, whereas the conventional methods need to different ZL in different scattering scenarios.
INTRODUCTION
Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) wireless systems, by using multiple antennas at both transmit and receive wireless link ends, offer a better quality of service and a linear increase in data rate with the number of antennas in a rich scattering environment . However, integration of multiple antennas into small personal communication devices is faced by the well-known problem of antenna mutual coupling (MC) that degrades the MIMO communication performance. Hence, characterising the behaviour of antennas and the antenna mutual coupling is necessary to determine the compact MIMO performance . Different studies have modelled the coupled received and/or transmitted signals of MIMO array antennas . Most of them are based on the open-circuit voltage method, suggested by Gupta and Ksienski . This method characterises the mutual coupling between two antennas by the conventional mutual impedance, which is defined as the ratio of induced open-circuit voltage of one antenna to the exciting terminal current of the other antenna . It is shown that the conventional definition of mutual impedance is not an accurate approach to model the MC in realistic situations . Some others use the scattering-parameter (S-parameter) to describe the MC among the transmitting and receiving array antennas. In it is claimed that by using this method, only the transmitting array is properly modelled to compensate the MC effect, and it fails to correctly model the receiving array.
چکیده
استفاده از تکنولوژی MIMO در دستگاه های بی سیم کوچک منجر به اتصال آنتن های نزدیک می شود که موجب اتصال متقابل آنتن (MC) و سیگنال بسیار مرتبط می شود. در این مقاله، اثر امپدانس بار پایانه آنتن ها را بر ظرفیت MIMO در حضور اتصال متقابل بررسی می کنیم. ما از یک مفهوم جدید دریافت امپدانس متقابل برای مدل اثر MC استفاده می کنیم که نشان می دهد عملکرد بسیار بهتر از روش معمول ولتاژ باز در برنامه های مختلف آنتن های آرایه است. نتایج شبیه سازی برای سیستم 2 × 2 MIMO با نیمپلفت های نیمه طول در سناریوهای مختلف پراکندگی توزیع نشان می دهد که در روش پیشنهادی ما یک مقدار بهینه از امپدانس بار پایانه ZL آنتن ها می تواند برای به حداکثر رساندن ظرفیت برای همه توزیع های پراکندگی ، در حالی که روش های متداول نیاز به ZL متفاوت در سناریوهای مختلف پراکندگی دارند.
مقدمه
سیستم های بی سیم چند ورودی چندگانه (MIMO)، با استفاده از چندین آنتن در هر دو به پایان می رسد لینک های انتقال و دریافت دریافت، کیفیت بهتر خدمات و افزایش خطی در سرعت داده ها با تعداد آنتن در محیط پراکندگی غنی است. با این حال، ادغام آنتن های متعدد به دستگاه های ارتباطی کوچک شخصی با مشکل شناخته شده اتصال متقابل آنتن (MC) مواجه است که عملکرد ارتباط MIMO را کاهش می دهد. از این رو، مشخص کردن رفتار آنتنها و اتصال آنتن متناوب برای تعیین کارایی جمع و جور MIMO ضروری است. مطالعات مختلف، سیگنال دریافت شده و / یا سیگنال فرستاده شده از آنتن های آرایه ای MIMO را مدل کرده اند. اکثر آنها بر اساس روش ولتاژ مدار باز هستند که توسط گپتا و کیسینسکی پیشنهاد شده است. این روش متقابل متقابل بین دو آنتن توسط امپدانس متقابل متقابل متمایز می شود، که به عنوان نسبت ولتاژ مدار آزاد القا شده یک آنتن به جریان ترمینال هیجان انگیز آنتن دیگر تعریف می شود. نشان داده شده است که تعریف معمولی از امپدانس متقابل رویکرد دقیق به مدل MC در شرایط واقعی نیست. بعضی دیگر از پارامتر پراکندگی (پارامتر S) برای توصیف MC در بین آنتن های آرایه ای فرستنده و دریافت استفاده می کنند. در این ادعا می شود که با استفاده از این روش، تنها آرایه انتقال به درستی مدل سازی می شود تا اثر MC را جبران کند و به درستی مدل آرایه دریافت را مدل نمی کند.
Year: 2010
Publisher : Eighteenth International Energy Conference of Iran
By : Reza Mohammadkhani ,and John S. Thompson
File Information: English Language/ 5 Page / size: 990 KB
سال :1389
ناشر : هجدهمین کنفرانس بین المللی برق ایران
کاری از : رضا محمدخانی و جان س. تامپسون
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 5صفحه / حجم : KB 990
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.