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系統識別號 U0002-3006200800283100
中文論文名稱 高速率多天線系統之設計與實作
英文論文名稱 Design and Implementation of Multi-Antennas for High Data Rate Communication
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 電機工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Electrical Engineering
學年度 96
學期 2
出版年 97
研究生中文姓名 李永文
研究生英文姓名 Yung-Wen Lee
學號 795440055
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2008-06-19
論文頁數 51頁
口試委員 指導教授-詹益光
委員-李揚漢
委員-曹恆偉
委員-余繁
委員-蘇木春
中文關鍵字 多天線系統 
英文關鍵字 MIMO  Multi-Antennas  1Gbps PHY rate 
學科別分類 學科別應用科學電機及電子
中文摘要 高速率多天線系統的設計與實作是在探討基於802.11n MIMO架構下為達到1Gbps PHY Rate (physical layer transmission rate),所需要之多天線系統規格與MIMO硬體規格。
論文中使用了四套802.11n 產品(包含了AP與Client Card),設計了一個有8支天線的多天線測試平台,藉由改變天線間的隔離度,使測試系統可以達到1200Mbps之實體層傳輸率。
英文摘要 IEEE 802.11n wireless network system have good performance that can reach 300Mbps physical layer transmission rate by two transmit stream & two receive stream. In 802.11n MIMO system, antenna’s isolation is important specification. Target of thesis is to get minimum isolation of multi-antennas for reduce antenna‘s space. Multi-Antennas sysytem must work on 1200Mbps physical layer transmission rate that’s key of requirement.
In testing system, four 802.11n products (include AP & Client card) combination be used. Tuning isolation of multi-antennas perform 1200Mbps physical layer transmission rate, that can prove the result of minimum isolation of multi-antennas is workable.
論文目次 目錄
第一章 緒論 ...............................................................1
1.1 研究動機與目的.................................................................1
1.2 研究方法.............................................................................2
1.3 各章節摘要.........................................................................2
第二章 系統概述.........................................................................3
2.1 無線通訊系統介紹..............................................................3
2.2 多重輸入多重輸出(MIMO)系統簡介................................4
第三章 高速率多天線系統之設計......................................6
3.1 系統架構介紹.......................................................................6
3.2 系統規格設計探討..............................................................11
3.3 802.11n 設備測量方法.......................................................15
3.4 天線測量方法......................................................................20
3.5 測試設備及天線在系統上須達到之要求..........................24
第四章 高速率多天線系統之驗證測試..........................25
4.1 802.11n設備測量結果........................................................25
4.2 Client Card 的天線特性.....................................................33
4.3 AP 天線測試結果...............................................................39
4.4 驗證多天線系統之傳輸速率測試....................................43
4.5 最佳化設計考量及設計參數探討....................................45
第五章 結論與未來展望........................................................46
5.1 多天線系統之設計重點....................................................46
5.2 未來展望............................................................................48
參考目錄...........................................................................................50
























圖目錄
圖 2.1-1 通訊系統基本結構..................................................................3
圖 2.1-2 Atheros 802.11n 3x3 無線網路系統........................................4
圖 2.2 MIMO 架構及空間函數公式.....................................................5
圖 3.1 系統架構圖.................................................................................7
圖 3.1.1.1 802.11n dual-band AP board...................................................8
圖 3.1.1.2 802.11n Client Card................................................................8
圖 3.1.1.3 Giga Ethernet Switch Board....................................................9
圖 3.1.1.4 IP traffic Testing Tool...........................................................9
圖 3.2.1 IEEE 802.11n, HT=40MHz 之頻譜......................................11
圖 3.2.2 實際測量 Atheros 802.11n 40MHz 之頻譜........................12
圖 3.2.4 802.11n 參數表.....................................................................13
圖 3.3.1 Transmit Power Level測量方法...........................................15
圖 3.3.2-1 Error Vector Magnitude 測量方法.......................................16
圖 3.3.2-2 EVM 定義.........................................................................17
圖 3.3.3-1 Transmit Spectrum Mask 測量方法.................................18
圖 3.3.3-2 802.11n 40MHz Spectrum Mask 要求規格.....................18
圖 3.3.4 Receiver Sensitivity 測量方法............................................19
圖 3.4.1 天線 Return loss 和 Isolation測量方法.............................21
圖 3.4.2 Anechoic Chamber NSI control system....................................22
圖 4.3.3-1 CST Antenna simulation tools............................................23
圖 4.3.3-2 CST Return Loss/Isolation/3D pattern 模擬結果................23
圖 4.1.3 AP的EVM 測試結果.........................................................27
圖 4.1.4 AP的EVM 測試結果.........................................................28
圖 4.1.5 AP的Spectrum Mask 測試結果.........................................29
圖 4.1.6 Client Card Spectrum Mask 測試結果.............................30
圖 4.1.9 相鄰頻譜之干擾情形測量結果...........................................32
圖 4.2 Client Card 所使用之天線.....................................................33
圖 4.2.1 Client Card 的Return Loss and Isolation 結果.....................34
圖 4.2.2-1 Client Card Left Antenna Radiation Pattern.........................35
圖 4.2.2-2 Client Card Right Antenna Radiation Pattern……….…......36
圖 4.2.3-1 CST 模擬..........................................................................37
圖 4.2.3-2 CST 模擬 Client Card Left Antenna 結果.....................37
圖 4.2.3-3 CST 模擬 Client Card Right Antenna 結果...................38
圖 4.2.3-4 Client Card Left Antenna模擬與實測比較......................38
圖 4.2.3-4 Client Card Right Antenna模擬與實測比較....................38
圖 4.3.1-1 一套802.11n 可達之最高傳輸量.......................................39
圖 4.3.1-2 相距240mm之天線隔離度................................................40
圖 4.3.1-3 相距220mm之天線排列....................................................40
圖 4.3.2 AP 所使用之天線...............................................................41
圖 4.3.3 AP Antenna 的Return Loss 結果......................................41
圖 4.3.4 AP Antenna 之 Radiation Pattern.......................................42
圖 4.4.1-1 Client card x4 架設圖..........................................................43
圖 4.4.1-2 AP Antenna 架設圖.............................................................43
圖 4.4.2 Ap x2 傳輸量實測值..........................................................44
圖 4.4.3 系統傳輸量實測值..............................................................44














表目錄
表 3.1.2 AP WLAN 及 IP 設定表.....................................................10
表 3.2.3 AP 頻率設定表.....................................................................13
表 3.3.2 Error Vector Magnitude 要求...............................................17
表 3.3.4 802.11n Receive Sensitivity 要求規格................................19
表 4.1.1 AP的Transmit Power Level測試結果...............................25
表 4.1.2 Client card 的Transmit Power Level測試結果.................26
表 4.1.3 AP Transmit power level = 7.5dBm 之 EVM 結果…......27
表 4.1.4 Client Card的Tx = 7.5dBm 之 EVM 結果.....................28
表 4.1.17 AP Receiver Sensitivity 測量結果......................................31
表 4.1.18 Client card Receiver Sensitivity 測量結果.........................31
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