频率选择性衰落环境中MIMO系统信道容量研究

提出了一种频率选择性环境中多输入多输出系统信道容量的分析方法.该方法基于接收均匀圆阵构建了蕴含天线间距、散射角大小和多径数等模型物理参数的衰落空间相关模型。分析了MIMO OFDM系统信道衰落的统计特性。在此基础上利用Wishart分布的性质详细推导了任意天线数的MIMO OFDM系统的信道容量及其上下限。该方法回避了已有方法需要求取信道衰落相关特征值概率密度函数的问题，降低了运算量；并且可以有效地分析在频率选择性环境中模型物理参数对信道容量的影响。仿真结果表明，随着天线间距的增大，系统的平均信道容量也逐渐增大；但当天线间距增大到一定程度后,信道容量变化不明显，散射角越大，信道容量的增长速率越快，当接收信噪比较高时,平均信道容量的上下限接近于其实际值。     

3×3多天线系统衰落相关与信道容量研究

为分析天线间距和散射角等信道物理参数对多输入多输出系统信道容量的影响,提出了一种相关衰落环境中信道容量的分析方法。该方法基于接收均匀圆阵构建了蕴含信道物理参数的衰落相关矩阵。并由此详细推导了3×3多天线系统信道容量的闭式表达。结果表明,相关矩阵特征值的个数和大小决定了系统信道容量的大小。该方法回避了已有算法需求取相关衰落信道特征值概率密度函数的问题,降低了运算量,可以被推广到任意收发天线数的多输入多输出和多输入多输出-频分复用系统。仿真结果表明,天线间距增大,信道容量随之增大。但是当天线间距增大到衰落相关的第一个过零点时,信道容量达到最大值,再增大天线间距对信道容量影响很小。散射角越大,信道容量收敛到最大值速率越快。     

光多输入多输出系统信道容量的研究

提出了一种发射端不同偏置入射、接收端由多段检测器(MSD)构成检测器阵列的多模光纤多输入多输出(MIMO)系统.通过对MIMO信道矩阵的计算,研究了这种系统的信道容量随激光器和MSD的数目、距离、光束宽度和接收信噪比(SNR)等参数的变化情况.结果表明:光MIMO信道容量随激光器和MSD数目的增加而线性增加,增加入射光斑的尺寸会使信道容量增加的斜率变大并逐渐趋于饱和;入射光斑间的距离和MSD的构成对MIMO信道容量也有较大影响,尤其是当激光器和MSD数目较大时,需要足够大的距离才能提供信道响应在空间的差异性;对于模式足够丰富的N×N的MIMO系统,SNR每增加3 dB,信道容量会增加Nbps/Hz.     

多输入多输出系统信道容量研究

该文研究接收端采用均圆阵天线阵放置空间有限的条件下,存在相关衰落时MIMO系统的信道容量。建立了衰落相关模型,分析了散射角大小及天线数对信道容量的影响,采用随机理论推导了MN的MIMO系统信道容量的闭式解。分析结果表明,MIMO系统信道容量主要由衰落相关矩阵的特征值决定。仿真结果表明,在接收端空间有限的情况下,天线数增大到一定程度时,信道容量达到饱和,再增加天线数,对信道容量的影响很小。     

同信道干扰下相关多输入多输出信道容量分析

在Rayleigh衰落环境下,研究了具有同信道干扰的多输入多输出(MIMO)信道容量问题,分析了通信用户发送端带有空间相关性的情况。假设接收端完美地知道信道状态信息而发送端不知道,基于矩阵变量分布理论,推导出MIMO信道互信息之矩生成函数的精确闭式表达式。利用该表达式进一步推导出MIMO遍历信道容量的精确表达式。用数值结果验证了分析结果的正确性,并给出各种参数对遍历信道容量的影响。     

空时相关复合衰落多输入多输出信道模型研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线传播环境,综合考虑路径损耗、阴影衰落和多径衰落影响,提出一种基于Nakagami-Lognormal分布的相关复合衰落MIMO信道模型,推导并获得各信道自相关和互相关系数的理论表达式;提出一种基于谐波叠加思想的复合衰落MIMO信道仿真方法,并分析了该方法输出信道衰落的空时相关特性.数值仿真结果表明:仿真模型输出统计特性均与理论模型吻合;各子信道之间存在互相关性且随阴影衰落方差减小而下降,而自相关性则呈现快速起伏并缓慢下降的特性.     

多径衰落下多天线CDMA系统信道容量研究

该文对准静态Rayleigh衰落下MIMO-CDMA系统信道容量进行了研究,分析了扩频码为Walsh函数,基于多码检测的极大似然检测器(MLD)和解相关检测器的性能,并和MMSE多用户检测器(MUD)进行了比较;分析了对不同检测器在一定的信噪比下系统天线数目和信道容量的关系。仿真结果表明：在相同的情况下,基于Walsh码CDMA系统容量按MUD、干扰方差已知的MLD,干扰方差未知的MLD和解相关检测器递减,并且后面的3种检测器在大信噪比的时候均有渐进的平台效应;在信噪比较大且一定时,CDMA系统信道容量与天线数目呈线性关系。     

衰落信道空间相关对MIMO系统容量的影响

在理想多输入多输出(MIMO)系统容量的基础上,推导了衰落信道空间相关性对MIMO系统容量的影响,并通过MATLAB仿真进行了验证,最后给出了结论。     

多径信号对MIMO系统信道容量的影响

一般的MIMO系统,MIMO-OFDM系统和MIMO MC-CDMA系统是未来宽带无线通信业务发展的候选技术,MIMO技术的研究已经成为通信理论的前沿领域。多径传输会引起频率选择性衰落,码间干扰等许多问题,分别在单用户和多用户条件下,检验多径信号传输对MIMO系统信道容量的影响。     

MIMO信道的空间相关特性及信道容量分析

该文针对非频率选择性MIMO衰落信道,建立接收阵列的三维(3D)信道模型,推导出关于空间距离矢量的空间相关函数表达式,并且仿真分析了空间距离矢量对电压相关系数的影响,分析了电压相关系数对信道容量的影响,仿真结果说明电压相关系数与信道容量呈反比关系.     

Capacity of the broadband dual-orthogonal polarized MIMO Land Mobile Satellite (LMS) channel: Channel modeling and influenced factors analysis

Generally, the channel capacity of a MIMO system is closely related to its Channel Characteristic Matrix (CCM). In most current studies, the CCMs are formed by an independent identical distribution (i.i.d) model with Rayleigh or Rice distribution and nevertheless incomplete and inaccurate to describe a Broadband Dual-orthogonal Polarized MIMO Land Mobile Satellite (BDM-LMS) channel. In this paper, we build up the BDM-LMS channel model combining a 4-states broadband LMS channel model, time selective fading features, Channel Covariance Information (CCI) model and polarization correlation between antennas. Modeling steps of the channel model are introduced. The main emphasis is placed on the effects of the factors on the channel capacity in BDM-LMS system, such as antenna numbers, temporal correlations, terminal environments, elevation angles and polarization correlations between the DPAs. We provide simulation results to illustrate the effects of these factors through comparisons of the transmit rate, Ergodic Capacity and Outage Capacity. Moreover, the MIMO outage capacity advantages, indicating the benefits of MIMO compared with SISO systems under the same channel condition, are also studied under i.i.d and BDM-LMS channel.     

天线选择对MIMO信道容量的影响

该文首先分析了多天线系统的信道容量,然后研究了当信道矩阵非满秩时,选择发射和接收天线对信道容量的影响。仿真试验结果表明,发射天线选择能提高系统容量,同时选择发射和接收天线虽然减小了复杂度和硬件成本,但对系统容量的增加低于单独进行发射天线选择时的情况。     

MIMO广播信道中联合多用户速率和延迟约束调度的研究

该文给出了一种多入多出高斯广播信道中具有延迟约束的多用户无线数据包的传输方案。首先,在信道的QR分解及脏纸编码基础上,通过贪婪算法获取多用户分集与包延迟约束之间的有效结合。其次,将包到达速率、可达服务速率、用户数以及传输天线数构成一优化问题,得到最佳的用户组合及调度周期。最后,在不同用户数及发射天线数情况下对该方案进行了性能仿真,仿真结果表明：在满足包传递最小延迟等待要求的同时,得到了传输容量的最大化。     

衰落信道下MIMO-OFDM系统信道容量分析

针对以往文献的不足,该文重新推导了衰落信道下MIMO-OFDM系统信道容量公式,分析了子载波数目、时延扩展、角度扩展以及天线间距等因素对信道容量的影响。理论分析和仿真结果符合MIMO-OFDM信道容量特征。     

基于信道指纹的毫米波MIMO系统身份欺骗攻击检测方案

针对毫米波多输入输出系统(MIMO)中的身份欺骗攻击问题,该文提出一种基于信道指纹的攻击检测方案。在波束域中,毫米波信道图样呈现波束的稀疏性和高方向特性,且这种波束域特性与终端位置有极高的相关性。该文将该波束域信道图样作为一种信道指纹,提出了一种基于信道指纹的身份欺骗攻击检测方案,将欺骗攻击中的终端身份认证问题建模成对其信道指纹的二分类问题,并使用基于监督学习的支持向量机算法求解该分类问题。为获得好的分类效果,基于对信道指纹的数值分析,比较了皮尔逊相关系数、余弦相似度、相关矩阵距离、欧氏距离等相似度指标。根据比较结果,选择最优的指标作为分类特征训练分类模型。仿真结果表明,即使在低信噪比条件下,该方案仍具有高认证准确性和鲁棒性。与现有相关机制相比,攻击检测精度显著提高。     

频率选择性衰落MIMO信道容量分析

随着传输速率越来越高,信号所占用的带宽越来越宽,实际信道呈现出频率选择性衰落特性.根据频率选择性衰落信道特性,建立了频率选择性衰落MIMO信道模型,采用频域和时域的方法研究了在频率选择性衰落下,发射端已知和未知信道状态信息的MIMO信道容量,并给出了相关的仿真结果.研究结果表明:在相同发射功率和传输带宽下,MIMO系统可以不牺牲信号带宽而显著提高信道的容量,并且天线数量和输入信噪比的大小对信道容量具有不同的影响.研究结果为如何提高频率选择性衰落环境下MIMO信道容量提供了依据.     

Performance of the Zero Forcing precoding MIMO broadcast systems with channel estimation errors

In this paper, the effect of channel estimation errors upon the Zero Forcing (ZF) precoding Multiple Input Multiple Output Broadcast (MIMO BC) systems was studied. Based on the two kinds of Gaussian estimation error models, the performance analysis is conducted under different power allocation strategies. Analysis and simulation show that if the covariance of channel estimation errors is independent of the received Signal to Noise Ratio (SNR), imperfect channel knowledge deteriorates the sum capacity and the Bit Error Rate (BER) performance severely. However, under the situation of orthogonal training and the Minimum Mean Square Error (MMSE) channel estimation, the sum ca- pacity and BER performance are consistent with those of the perfect Channel State Information (CSI) with only a performance degradation.