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1、MIMO信道容量的仿真分析數(shù)字移動通信與個人通信論文題目:MIMO系統(tǒng)信道容量的研究學生姓名李其信學號201120952院系信息科學與技術(shù)學院專業(yè)信號與信息處理MIMO系統(tǒng)信道容量的研究李其信(西北大學信息科學與技術(shù)學院,陜西西安710127)摘要:本文首先對MIMO技術(shù)進行了簡要介紹。其次,從信息論角度研究了MIMO系統(tǒng)的信道容量,對平均分配天線發(fā)射功率下的幾種典型系統(tǒng)(SISO、MISO、SIMO、MIMO)的平均信道容量進行了分析和比較,并對兩類特殊的MIMO信道(全1信道和正交信道)的容量進行了特殊的分析,得到了信道容量的計算公式。同時給出了當發(fā)射天線和接
2、收天線數(shù)很大時的MIMO信道極限容量的估算方法。關(guān)鍵詞:多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng);信道容量;中圖分類號:文獻標識碼:A文章編號:1001-2400(2XXX)0X-0-0ResearchontheCapaityforMIMOSystem———————————————————————————————————————————————LIQI-xin(CollegeofInformationScienceandTechnology,NorthwestUniversity,Xi’an710127,China)Abstract:Inthispaper,firstly,i
3、tgivesabriefintroductionofMIMOtechnology.Secondly,someaveragecapacitiesofseveraltypicalsystems,suchasSlSO,MISO,SIMO,MIMO,aretheoreticallyanalyzedandsimulatedfromthepointofviewofinformationtheory.Thedifferenceamongthosetypicalsystemsiscomparedandtherelationshipbetweenthecapacityanddiff
4、erentschemesofdistributingpowerarediscussed.AndtwotypesofspecialMIMOchannel(allchannelsandorthogonalchannel)capacityforaspecialanalysiswascalculatedchannelcapacity.ItgivesthelimitestimatingmethodwhenthemumberofthetransmittingandreceivingantennasofMIMO.KeyWords:MIMO(Multiple-InputMulti
5、ple-Output)channelcapacity隨著信息技術(shù),尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,信息的載體形式由傳統(tǒng)的文字形式向多媒體形傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)是采用單一發(fā)射天線和單一接收天線的通信系統(tǒng),即所謂的SISO天線系統(tǒng)。SISO天線系統(tǒng)在信道容量上具有一個通信上不可突破的瓶頸--Shannon容量限制。不管采用何種調(diào)制技術(shù)、編碼策略或其他方法,無線信道總是給無線通信作了一個實際的物理限制。這一點在當前[1-3]無線通信市場中形勢尤為嚴峻,因為用戶對更高的數(shù)據(jù)率的———————————————————————————————————————————————需求是非
6、常迫切的,必須進一步提高無線通信系統(tǒng)的容量??梢詫崿F(xiàn)這個目標的方法有很多,如加大系統(tǒng)發(fā)射功率、設(shè)置更多的基站、拓寬帶寬和提高頻譜利用效率等。加大系統(tǒng)發(fā)射功率姑且不論可能引起人的健康狀況的變化,對硬件設(shè)計者來說這也是非常困難的,因為功放器件在大功率區(qū)域下的線性工作特性是很難設(shè)計的。另外,散熱及發(fā)射功率的加大所引起的功率消耗也是移動終端要考慮的問題。增設(shè)基站意味著采用更多的蜂窩,這是提高容量代價最大的辦法。由于目前的實際無線應(yīng)用市場仍是在UMTS和WLAN之間,是微波頻帶(UMTS大約為2GHz,WLAN技術(shù)的ISM頻帶為2~5GHz),加大帶寬,如利用毫米波頻帶,就
7、會導(dǎo)致與現(xiàn)行系統(tǒng)具有非常大的兼容性問題,其代價也是很昂貴的,因此更高頻段的使用在近期內(nèi)不是提高無線通信系統(tǒng)容量的最佳方法。[4]目前在眾多的信號處理技術(shù)中,最引人注目的是MIMO技術(shù),研究表明在多徑環(huán)境中,采用收發(fā)多天線空時編碼系統(tǒng)(MIMO系統(tǒng))在不增加信號帶寬及發(fā)射功率的前提下可以使頻譜效率得以成1倍提高,從而提高信道容量。因此,MIMO技術(shù)將是新一代無線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。1MIMO技術(shù)及其優(yōu)點為了滿足未來移動通信系統(tǒng)大容量、高速率的需求,提高頻譜利用率,MIMO系統(tǒng)的概念應(yīng)運而生。——————————————————————————————————————
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