mimo：空間多路復(fù)用與信道建模 畢業(yè)論文外文翻譯

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1、南京郵電大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯學(xué)院通信與信息工程學(xué)院?！　I(yè)通信工程學(xué)生姓名班級學(xué)號B070210B07021021外文出處無線通信基礎(chǔ)(FundamentalsofwirelesscommunicationsbyDavidTse)附件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文指導(dǎo)教師評價(jià)：1．翻譯內(nèi)容與課題的結(jié)合度：□優(yōu)□良□中□差2．翻譯內(nèi)容的準(zhǔn)確、流暢：□優(yōu)□良□中□差3．專業(yè)詞匯翻譯的準(zhǔn)確性：□優(yōu)□良□中□差4．翻譯字符數(shù)是否符合規(guī)定要求：□符合□不符合　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　指導(dǎo)教

2、師簽名：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　　月　　日17附件1：外文資料翻譯譯文7．mimo：空間多路復(fù)用與信道建模本書我們已經(jīng)看到多天線在無線通信中的幾種不同應(yīng)用。在第3章中，多天線用于提供分集增益，增益無線鏈路的可靠性，并同時(shí)研究了接受分解和發(fā)射分解，而且，接受天線還能提供功率增益。在第5章中，我們看到了如果發(fā)射機(jī)已知信道，那么多采用多幅發(fā)射天線通過發(fā)射波束成形還可以提供功率增益。在第6章中，多副發(fā)射天線用于生產(chǎn)信道波動，滿足機(jī)會通信技術(shù)的需要，改方案可以解釋為機(jī)會波束成形，同時(shí)

3、也能夠提供功率增益。章以及接下來的幾章將研究一種利用多天線的新方法。我們將會看到在合適的信道衰落條件下，同時(shí)采用多幅發(fā)射天線和多幅接收天線可以提供用于通信的額外的空間維數(shù)并產(chǎn)生自由度增益，利用這些額外的自由度可以將若干數(shù)據(jù)流在空間上多路復(fù)用至MIMO信道中，從而帶來容量的增加：采用n副發(fā)射天線和接受天線的這類MIMO信道的容量正比于n。過去一度認(rèn)為在基站采用多幅天線的多址接入系統(tǒng)允許若干個(gè)用戶同時(shí)與基站通信，多幅天線可以實(shí)現(xiàn)不同用戶信號的空間隔離。20世紀(jì)90年代中期，研究人員發(fā)現(xiàn)采用多幅發(fā)射天線和接收天線的點(diǎn)對點(diǎn)

4、信道也會出現(xiàn)類似的效應(yīng)，即使當(dāng)發(fā)射天線相距不遠(yuǎn)時(shí)也是如此。只要散射環(huán)境足夠豐富，使得接受天線能夠?qū)碜圆煌l(fā)射天線的信號分離開，該結(jié)論就成立。我們已經(jīng)了解到了機(jī)會通信技術(shù)如何利用信道衰落，本章還會看到信道衰落對通信有益的另一例子。將機(jī)會通信與MIMO技術(shù)提供的性能增益的本質(zhì)進(jìn)行比較和對比是非常的有遠(yuǎn)見的。機(jī)會通信技術(shù)主要提供功率增益，改功率增益在功率受限系統(tǒng)的低信噪比情況下相當(dāng)明顯，但在寬帶受限系統(tǒng)的高信噪比情況下則很不明顯。正如我們將看到的，MIMO技術(shù)不僅能夠提供功率增益，還可以提供自由度增益，因此，MIMO技

5、術(shù)成為在高信噪比情況下大幅度增加容量的主要工具。MIMO通信是一個(gè)內(nèi)容非常豐富的主題，對它的研究將覆蓋本書其余章節(jié)。本章集中研究能夠?qū)崿F(xiàn)空間多路復(fù)用的物理環(huán)境的屬性，并闡明如何在MIMO統(tǒng)計(jì)信道模型中簡明扼要地俘獲這些屬性。具體分析過程如下：首先通過容量分析，明確確定確定性MIMO信道多路復(fù)用容量的關(guān)鍵參數(shù)，之后介紹一系列MIMO物理信道，評估其空間多路復(fù)用性能；根據(jù)這些實(shí)例的結(jié)果，我們認(rèn)為在角域?qū)IMO信道進(jìn)行建模是非常自然地，同時(shí)討論了基于該方法的統(tǒng)計(jì)模型。本章采用的方法與第2章的方法是平行的，第2章就是從多

6、徑無線信道的幾個(gè)理想實(shí)例著手進(jìn)行分析，從中了解了基本物理現(xiàn)象，進(jìn)而研究更適用于通信方案設(shè)計(jì)與性能分析的統(tǒng)計(jì)衰落模型。實(shí)際上，在特定的信道建模技術(shù)中，我們將會看到大量的類似方法。我們貫穿始終的研究焦點(diǎn)是平坦衰落MIMO信道，但也可以直接擴(kuò)展到頻率選擇性MIMO信道，這方面的內(nèi)容會在習(xí)題中加以介紹。7.1確定性mimo信道的多路復(fù)用容量包括nt副發(fā)射天線和nt接受天線的窄帶時(shí)不變無線信道可以用一個(gè)nt*nt階確定性矩陣H描述，H具有哪些決定信道空間多路復(fù)用容量的重要屬性呢？我們通過對信道容量的分析來回答這個(gè)問題。7.1

7、.1通過奇異值分解分析容量時(shí)不變信道可以表示為：y=Hx+w_17其中x、y與w分別表示一個(gè)碼元時(shí)刻的發(fā)射信號、接受信號與高斯白噪聲（為簡單起見省略了時(shí)標(biāo)），信道矩陣H為確定性的，并假定在所有時(shí)刻都保持不變，而且對于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)是已知的。這里的hij為發(fā)射天線j到接受天線i的信道增益，對發(fā)射天線的信號的總功率約束為P。這就是矢量高斯信道，將矢量信道分解為一組并行的、相互獨(dú)立的標(biāo)量高斯子信道就可以計(jì)算出該信道的容量。油線性代數(shù)的基本原理可知，每個(gè)線性變換都能夠表示為三種運(yùn)算的組合：旋轉(zhuǎn)運(yùn)算、比例運(yùn)算和另一次旋轉(zhuǎn)運(yùn)算

8、。用矩陣符號表示，矩陣H具有如下奇異值分解（SVD）：其中，與為（旋轉(zhuǎn)）酉矩陣1，是對角元素為非負(fù)實(shí)數(shù)、非對角線元素為零的矩形矩陣2。對角線元素為矩陣H的有序奇異值，其中nmin：=min（nt，nr）。因?yàn)樗云椒狡娈愔禐榫仃嘓H*的特征值，同時(shí)也是矩陣H*H的特征值。注意，奇異值共有nmin個(gè)，可以將SVD重新寫成為：SVD分解可以解釋為2個(gè)坐標(biāo)變換：即