MIMO传输中的信道相关性影响与天线选择算法研究.pdf

华中科技大学
硕士学位论文
MIMO传输中的信道相关性影响与天线选择算法研究
姓名:孙俊
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:朱光喜
20040509
华中科技大学硕士学位论文要摘已有的一些关于信道相关性影响的结论或过于粗略——只有定性分析而无定量结果,或过于数学化——往往包含了复杂的数值计算——而使其物理意义受到了掩多天线传输以其能极大增加系统容量与改善无线链路质量的优点而受到了越来越多的重视与关注。在以往的多天线传输研究中,一般假定信道是中信道空间相关性的影响进行了研究。作为减小信道强相关影响的一种有效解决方法,天线选择构成了本文的另外一个研究内容。对应于信道空间相关性对容量的影响、对分集空时码性能的影响以及对分层空时码的检测性能的影响的三个定理。通过提炼这三个定理,我们得到了一个更为实现复杂度的作用,为此,本文对系统的天线选择也进行了研究。本文提出了一种基于排序分解的发射端天线选择快速算法,并从容量和检测性能两个方面论证了该算法的优点,仿真结果支持了我们的论断;该算法的性能与最优算法的性能非常接近,面我们提出的算法的复杂度却比最优算法要低得多。关键词:多天线传输空间相关空时码信道容量煜哐≡独立同分布的,但在实际的无线传输环境中,由于收发信机尺寸的限制或者信道中散射体不够丰富等原因,信道往往是空间相关的。为此,本文对多天线传输盖。而本文得到的结果同时具有形式简单且物理意义明确的优点:文中给出了分别统一而本质的结论:信道相关矩阵的秩对应于系统的自由度,而相关矩阵的特征值扩展则决定了系统的编码增益。天线选择能有效减小信道弱相关所带来的影响,另外它还具有降低硬件成本与
华中科技大学硕士学位论文琒珹曲瑆.、篗琒琱,瓵瑆,.瑆..,
学位论文作者签名:々甹欠学位论文作者签名:∞.皮保密口,在——年解密后适用本授权书。褚甏踉虏啡日期:鐁年了月卜日独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包学位论文版权使用授权书论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许保存和汇编本学位论文。不保密囱。本论文属于日期:.
华中科技大学硕士学位论文怕研究背景和意义无疑是巨大的:一方面无线通信的环境非常恶劣——功率受限、频谱受限、受路径受个人通信需求丛谌魏问奔洹⑷魏蔚氐愣伎山腥魏我滴竦耐ㄐ的驱动,另外也得益于无线通信新技术的不断涌现,无线通信业在过去的一二十年里得到了飞速的发展,目前已是全球经济中最具活力和重要性的产业之一。统计数据表明,目前全球的移动通信用户已有谧笥摇到缭げ鈁卜,未来十年内,无线通信的无线通信所需要支持的速率也越来越高【,这一要求对通信系统设计者提出的挑战损耗和阴影衰落影响、受小尺度衰落影响ㄆ德恃≡裥运ヂ洹⑹奔溲≡裥运ヂ和空间选择性衰落硗饣故艿狡德矢从盟吹墓驳栏扇拧】:而另一方面用户希望无线通信能提供与有线通信相当的性能,主要表现为对高速率、高为了支持高速率的无线数据业务,一般的方法有增加带宽、提高发射功率等。在频谱资源日趋紧张的今天,系统带宽的增加无疑是有限的。另一方面,与点对点通信时“增加发射功率即可提高传输速率”不同,在点对多点的无线通信网中,提同时,它对其它接收机悄勘杲邮栈的于扰也随之增大。因此无线通信需要解决的一个很大难题就是要在不增加系统带宽和发射功率的前提下提高系统的频谱利深入的理论研究表明,充分利用空间维资源有望解决上述难题。上世纪年代中期,虵远嗵煜系统的信道容量进行了研究,最后得到一个令人用户数将增加到亿,与此同时无线通信系统的支持速率将达到。伴随着用户数的激增以及对无线尤搿⒖泶嗝教逡滴裥枨蟮娜找嬖龀ぃ高发射功率对增加系统的吞吐率作用并不太大,这是因为,在增加发射机的功率的保障的要求【。用率。注:芒疚闹校翘乇鹚得鳎嗵煜叽洹痡以及空时传输的意义,睦一样的。
躺】。多天线传输华中科技大学硕士学位论文空时传输概述数中的较小者线性增长狻ń崧畚抟墒羌ざ诵牡摹!V安捎么惩ㄐ偶芄购鼓舞的结论‘】:若收发两端都配备有多天线,在保持发射端的总功率不变的情况下,多天线系统的频谱效率可得到倍增缟衔乃觯庖挥诺阏檬窍乱淮尴呦低所亟需的,因此在世界各国政府和企业所资助开展的对“下一代无线通信技术”的研究中,多天线传输都是其中不可或缺的一个