影响MIMO系统信道容量性能的主要因素研究

为了研究多天线系统的信道容量特性,从信息论角度对使用多个发射和接收天线的多输入多输出(MIMO)系统的信道容量进行了理论推导,通过建立MIMO系统模型,分析了频率选择性衰落信道下的MIMO系统信道容量,重点探讨了信道相关性、天线距离以及Rician K-因子等因素对MIMO系统容量的影响,运用信息论理论对其进行了量化的分析,并通过计算机仿真进一步验证了结论。     

天线方向性对MIMO系统信道容量影响

探讨三维空间散射环境中, Kronecker信道模型下天线方向性对空间衰落相关性和信噪比的影响,仿真研究均匀圆阵、线阵、矩形阵的多输入多输出系统信道容量. 首次综合性给出天线方向性对信道容量的影响,即当定向天线主瓣对准来波时,定向天线方向性引起的信噪比增加超过了其相关系数对容量的负面影响,从而使信道容量整体优于全向天线. 天线单元方向性越强,信道容量越大.     

级联编码的MIMO-OFDM水声通信系统

水声信道环境恶劣,为了获得更大的分集增益,提出级联编码的MIMO-OFDM水声通信系统,同时提出一种改进的联合迭代接收方案。系统发射端外码和内码分别位于空时编码两侧。提出的改进接收方案在外码硬判决译码后增加反馈结构,利用反馈信息减小MIMO检测的次数,同时改善内码译码初始软信息。对级联编码系统在三种接收方案下的性能进行仿真,并与独立编码系统对比。仿真结果表明,改进方案能够获得更大的性能增益,同时显著地减少MIMO检测的运算量。另外,信噪比较高时,相同系统码率的级联编码系统误码性能优于独立编码系统。     

天线互耦对室内MIMO无线信道容量的影响

考虑多天线间互耦,建立了多天线系统等效网络模型,导出通用耦合系数矩阵。应用互耦补偿方法拓展了室内多输入多输出(MIMO)无线衰落信道模型的研究,数值分析了天线单元间的互耦对室内MIMO无线信道容量的影响。验证互耦对空域相关性无影响的条件,计及互耦要比不计互耦对信道容量的影响要大,但互耦导致的天线方向图畸变可能产生角度分集的效果,从而降低信道的相关性并提高信道容量。     

MIMO-OFDM系统的空时编码技术及仿真分析

基于对窄带多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术的分析研究,发现二者具有相结合的可能性和现实性。通过建立二者结合的系统模型(MIMO-OFDM),给出该系统的空时编码方案。借助计算机仿真分析发现,结合后的MIMO-OFDM系统较传统的OFDM系统,可靠性获得提升。可见MIMO-OFDM系统的空时编码技术是一种提高通信质量的有效方法。     

匙孔效应及其对MIMO信道容量的影响

MIMO系统的提出是为了进一步提高无线通信系统容量,它可以在不用增加系统带宽的情况下改善系统性能,从而有效地提高数据速率。文章研究了天线间的相关性对MIMO信道容量的影响,并对匙孔效应进行了分析,最后,探讨了其对MIMO信道矩阵和信道容量的影响。     

MIMO-OFDM系统中一种有效的定时和频偏估计方法

为了提高基于传统训练序列的定时同步精度和系统频谱的利用率,提出了MIMO-OFDM系统中一种特殊的同步训练序列并且给出了对应的定时和频偏估计方法.该方法利用构造倒序结构的同步训练序列获得比传统算法更精准的定时估计,同时该算法只需要一个训练序列就可以有效地对整数倍与小数倍频偏进行估计,与需要2个训练序列的传统算法相比,提出的算法减少了训练序列的数量,提高了系统频谱的利用率.仿真结果表明,在AWGN和改进的Jake模型信道环境下,所提出的方法在粗定时、精定时估计和载波频偏估计中都有很好的性能.     

匙孑L效应及其对MIMO信道容量的影响

摘要：MIMO系统的提出是为了进一步提高无线通信系统容量，它可以在不用增加系统带宽的情况下改善系统性能，从而有效地提高数据速率。文章研究了天线间的相关性对MIMO信道容量的影响，并对匙孔效应进行了分析，最后，探讨了其对MIMO信道矩阵和信道容量的影响。     

DS-BPSK超宽带通信系统信道容量研究

对工作在多径有噪信道内的DS-BPSK超宽带通信系统进行分析,得到了扩频码正交性保持情况下系统信道容量的理论公式,并根据分析结果进行了Matlab仿真。仿真结果显示,该理论公式能较好地反映影响DS-BPSK超宽带通信系统信道容量的各种因素。     

分布式天线系统信道容量的分析

为了研究分布式多天线系统（MIMO-DAS）的信道容量,提出多小区MIMO-DAS信道模型,推导MIMO-DAS 下行传输的各态历经信道容量的表达式.利用该表达式,可以比较分布式天线系统和集中式天线系统的信道容量.仿真结果表明,分布式系统在小区80%的范围内要比集中式系统有较大的容量增益,而且,选择较少最优的天线会大大提高信道容量,当选择1根最佳天线时信道容量达到最大.     

基于子空间法的盲信道和半盲信道估计方法

为了降低算法的复杂度,提出采用降秩正交迭代方法估计噪声子空间. 利用色噪声预白化技术对过采样后的自相关矩阵进行变换,再用降秩迭代计算噪声子空间. 在进行预白化时,提出一种利用训练序列估计色噪声协方差矩阵的方法,从而改善了盲信道估计收敛速度慢的缺点. 仿真结果证明,系统的信道冲激响应可以被良好地跟踪.     

基于动态模式分解的移动用户信道容量预测算法

在多输入多输出环境下,为了能够连续预测出移动用户的信道容量并以此合理地分配用户资源,提出了一种基于动态模式分解（DMD）的信道容量预测方法及其优化方法：基于经验模态分解的选择性归一化动态模式分解（ESN-DMD）.仿真结果表明,DMD算法只适用于预测低移速低复杂度的用户信号,ESN-DMD算法可以预测不同移速的用户信道容量.     

MIMO-OFDM系统中基于子载波分组信道估计的改进算法

针对传统的MIMO—OFDM系统信道估计算法复杂度高、对导频结构有特殊要求的缺点,提出了两种基于子载波分组信道估计改进算法。改进算法通过子载波分组将多天线信道估计转换成单天线信道估计来获取导频子载波信道响应,以避免大矩阵求逆运算,降低算法的复杂度;利用DFT滤波算法或LMS自适应滤波算法得到整个帧所有符号的信道响应,实现在算法复杂度基本不变前提下估计性能的提高。理论分析和仿真结果表明,改进算法与传统的信道估计算法相比较,具有较低的复杂度和更好的估计性能。     

频率选择性MIMO信道几何模型及容量分析

为了对收发相关频率选择性多入多出（MIMO）衰落信道容量进行研究,提出了基于区域近似多簇几何双反射信道模型,推导出多簇收发相关信道的相关系数和收发相关MIMO信道容量的表达式,分析了参数对信道容量的影响. 结果表明,收发相关的条件下,MIMO-OFDM系统的信道容量随总角度扩展而增加;信道容量是发射相关矩阵及多个接收时延扩展相关矩阵之和的函数,信道容量随着时延扩展的增加而增加.     

室内双极化MIMO系统信道特性

为了研究双极化多输入多输出（MIMO）系统的信道特性,进行了室内信道测量实验,通过Elektrobit多维信道探测器获得视距和非视距场景下的信道冲激响应.对功率时延谱、均方根时延扩展、信道容量和交叉极化鉴别率等信道参数进行分析,得出电波在水平极化、垂直极化和双极化下不同的传播机理.仿真结果表明,双极化MIMO系统有利于多径分量的产生,相比于单极化系统有显著的信道容量优势.仿真结果对于室内MIMO系统的设计以及系统级和链路级仿真有一定的参考价值.     

Novel Channel Estimation Method in Broadband MIMO-OFDM Systems

A least square （IS） parametric channel estimation method in broadband mt/ltiple input multiple output （MIMO） orthogonal frequency division multiplexing （OFDM） systems is proposed. The mean square error （MSE） performance using optimal training pilots is also given, which proves the method can improve the estimation precision greatly in sparse channel.. Since such method needs the multi-path time delays information of the channel, the probabilistic data association （PDA） method is employed to estimate the time delay of each path. Simulation results show that both the bit error rate （BER） and the MSE performance of the proposed method are better than the traditional LS channel estimation method.     

荷叶状空间信道模型与MIMO多天线系统分析

针对市郊移动通信环境,在三维空间域信道模型中分析和研究线阵列和环阵列多入多出多天线系统． 采用荷叶状空间信道模型,在计算波达信号概率密度函数的基础上,着重从天线阵列导向矢量和信道自相关函数两方面导出线阵列和环阵列天线阵元间的信号衰落相关性的表达式,阐明天线阵元间距和角度参数对信号衰落相关性的影响机理． 分析结果与实际信道测量结果相比较,信道容量与实际信道测量结果较为吻合． 天线阵元间距和波达信号角度扩展对多入多出多天线系统性能起到决定性作用．     

重叠复用原理下加性白高斯噪声信道的容量

为建立超大容量通信系统提供全新的理论依据,证明了在高斯白噪声干扰环境下,当信道传输函数H（f）的单边带宽限定为B时,仙侬仅利用时间域间隔为1/2B的独立样点荷载信息是不够的,还应该根据重叠复用原理,同时使用频率域间隔为B/K独立样点的重叠频域复用技术,使系统容量与K成正比.由于带宽为B信道冲击响应的持续时间T趋近于无穷,频率域独立样点间隔1/T为0,K不受限制;同理,当信道冲激响应函数h（t）的持续时间限定为T时,像正交频分复用那样仅利用频率域间隔为1/T的独立样点去荷载信息是不够的,还应该根据重叠复用原理,用时间域间隔为T/K独立样点的重叠时域复用技术,使系统容量与K成正比.由于冲击响应持续时间为T信道的带宽B趋近于无穷,时间域独立样点间隔1/2B为0,所以K不受限制.此外,还证明了重叠复用的实质是建立超大容量的独立并联高斯信道.     

MIMO衰落信道的多用户分集性能分析

利用秩统计量和随机矩阵的理论分析了单天线和多天线下的多用户分集增益的性能.结论是多输入多输出( MIMO)系统下的多用户分集随天线数的增加而减少. 另外,通过实例说明了在设计多用户M IM O系统收发机的结构时,除了多天线的空间复用增益是要考虑的因素之外,多用户分集增益也是应该考虑的因素.