MIMO系统的信道容量分析

本文详细推导了MIMO系统信道容量的表达式,分析了MIMO系统是如何利用多径来提高频谱利用率,并说明当天线数目很大时,信道容量随收发端最小天线数目的增大而线性增大。最后对MIMO与AWGN、SISO、SIMO的信道容量进行了仿真比较。     

分布式MIMO系统的复合信道容量分析

分布式MIMO系统结合了MIMO技术和分布式天线系统两者的特点,具有高容量、大覆盖范围、低损耗的优势,在未来4G通信中具有很好的应用前景。基于包含了路径损耗、阴影衰落和相关小尺度衰落的分布式MIMO信道模型,通过Monte Carlo仿真比较分析了分布式MIMO系统和集中式MIMO系统的信道容量,研究了空间相关性和路径损耗对信道容量的影响。仿真实验结果表明,分布式MIMO系统能有效降低小尺度衰落相关性的影响,可以获得更好的平均信道容量。     

基于拉普拉斯分布天线阵列下MIMO性能研究

多天线系统是可以克服多径干扰的影响并增加频谱使用效率的系统.MIMO系统的容量增加主要取决于无线电信道的空间相关性性能.主要研究了MIMO天线阵列系统的性能,包括MIMO空间时间相关性和天线阵列配置,推导了当角能量遵循拉普拉斯分布时均匀线性阵列、均匀圆阵的衰落相关性解析公式,并分析了两种天线阵列下的系统信道容量.通过计算机程序模拟仿真验证了分析结果,验证结果表明当阵元间距增大或者衰减因子减小(角度扩展增大)时,空间衰落相关性减小,系统信道容量增大,提升了系统性能.     

MIMO信道在不同条件下的容量分析

对影响多输入多输出(MIMO)信道容量的因素进行分析研究有助于未来无线传感器网络的组建与优化。假设信道系数不变,给出了发射端不同功率分配方案对信道容量的影响并进行了对比,通过实验仿真可知,注水算法对信道容量是最优的,此结论与理论分析相吻合,但其运算复杂度较高。推导了等功率分配方案在低信噪比时信道容量的近似表达式,并通过实验仿真与理论值进行了比较,其运算量大大降低,且在低信噪比时逼近理论值。假设MIMO信道矩阵随机分布,对影响信道容量的天线相关性进行了分析与仿真;比较了在不同天线配置下,遍历容量和中断容量的变化趋势,结论有助于组网时根据相关要求选择适宜的天线数目。     

MIMO系统各态历经信道容量的分析与仿真

以信息论的观点为基础,在假设信道状态信息仅收端已知的情况下,采用等功率发射方案,研究了瑞利衰落信道下MIMO(多输入多输出)系统各态历经信道容量,推导了三种特殊MIMO信道的各态历经信道容量表达式,以及在小信噪比下等收发天线MIMO系统的容量近似公式,并通过仿真进行了验证,仿真结果表明该近似公式比较精确。     

BF-MIMO系统下行链路容量分析及仿真

针对波束赋形（BF）和多输入多输出(MIMO)这两种多天线技术的结合问题,提出一种通用的波束赋形—多输入多输出(BF-MIMO)下行链路系统方案,以期有效发挥二者优势,进一步提升信道容量和系统性能。分析了该系统的信号变换形式和处理过程,给出了平坦衰落环境下该系统的组合信道矩阵形式,得到了赋形加权后的系统信道容量闭合表达式。理论分析和仿真结果表明,在相同衰落条件下,BF-MIMO系统能够比常规MIMO系统获得更高的信道容量。     

MIMO阵列正交频分发射波形模糊函数分析

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)阵列因具有的优越性能在通信技术研究中成为信号处理界研究的热点,对发射波形设计是MIMO阵列应用的关键.建立了MIMO阵列的发射、接收信号模型,针对MIMO阵列及发射信号正交的特点,在远场窄带情况下对MIMO模糊度函数进行简化.从目标分辨力的角度出发,利用仿真分析了MIMO阵列不同发射阵元数正交频分线性调频(LFM)信号的模糊函数特点.仿真结果表明MIMO阵列的分辨能力优于常规相控阵,随着发射阵元数目的增大,系统的距离和角度分辨力有显著提高,多普勒分辨力保持不变.     

基于合作似然检测和球形译码的多用户多输入输出多跳中继系统

针对多输入输出(MIMO)系统在传输数据过程中的误码率(BER)和信道容量优化问题,提出一种基于合作似然检测和球形译码的多用户MIMO多跳中继系统。首先,该系统构建二阶协作的MIMO中继系统模型对信道数据的中继传输过程以及路径损耗、阴影衰落情况进行分析;接着,通过球形译码来推导出等效的最大似然规则进行对数正态阴影衰落检测;最后提出最大调和平均信道功率选择策略,基于相关性链路度量和最大信道功率阈值为用户选择误码率更小的接入链路,从而改善多用户MIMO系统的性能。实验仿真结果显示,与基于互信息最大化的多用户MIMO多跳中继系统以及基于解码转发和多入多出技术正交空时分组编码(STBC)的中继系统相比,该系统在数据传输过程中的平均比特误码率分别降低了27.4%和32.6%,平均信道容量分别提高了9.5%和12.7%,因此在减少误码率和提高信道容量上具有较好的效果。     

一种分布式MIMO系统的快速天线选择算法

分布式MIMO系统的天线数目与点对点MIMO相比进一步增多,性能优越的经典天线选择算法难以应用其中。针对这一问题,在分布式架构的基础上提出一种基于逐增端口选择的改进型逐减天线选择算法。该算法通过设定上限的动态端口选择缩小待选天线范围,进而利用贪心策略,逐步去除对信道容量贡献最小的天线。仿真结果表明,该算法的容量性能逼近穷举算法,且复杂度大幅降低,在强相关信道下表现出良好的适应性。     

高铁环境多普勒频移对MIMO信道容量的影响

列车的空间位置和移动速度对多输入多输出（MIMO）通信系统的性能有很大影响。研究高速列车地面典型场景MIMO两径信道容量，发现受多普勒效应影响，信道元素有额外相移。在高速运动中多普勒相位累积可以部分提高MIMO系统的信道容量。仿真结果表明多普勒相位累积后MIMO的信道容量提升比较明显，从信道矩阵条件数的角度也证明了信道容量可以提升。这项研究可为高铁中的5G通信提供参考。