MIMO系统中天线选择和功率分配技术的研究

论文摘要

天线选择和功率分配是MIMO系统中两项重要的技术,天线选择可以降低个人移动终端的硬件成本和系统复杂度;功率分配根据信道状态自适应地调整功率在天线间的分配,可以有效地改善系统性能。本课题在分析V-BLAST系统模型的基础上,结合天线选择、功率分配和自适应调制技术,从以下几个方面进行了重点研究,并取得了一定进展。第一,以最小化向量错误概率为目标,在一种发射端有2根天线的最优功率分配V-BLAST系统的基础上引入发射天线选择技术,将该系统从发射端有2根天线的V-BLAST系统扩展到通用的V-BLAST系统中,仿真结果表明此系统的向量错误概率比原系统更低,差错性能有一定的改善。第二,信道相关性的存在会严重影响MIMO系统的信道容量,本课题依据对相关信道下信道容量的分析,提出了一种相关矩阵特征值估计的天线选择算法,这种算法在平坦衰落信道下具有较低的运算复杂度。第三,链路自适应技术根据信道环境自适应地调整发射功率、调制方式等,以最大化地利用无线信道资源。本课题结合天线选择与链路自适应技术提出一种基于天线选择的比特和功率分配算法,在BER受限的情况下最大化数据传输速率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景与意义
• 1.2 MIMO技术研究现状
• 1.3 天线选择技术概述
• 1.3.1 天线选择技术的分类
• 1.3.2 信道相关下的天线选择
• 1.3.3 天线选择技术目前存在的问题
• 1.4 本文的主要内容
• 第2章 MIMO系统的相关基本理论
• 2.1 MIMO系统
• 2.1.1 MIMO系统模型
• 2.1.2 MIMO系统的信道容量
• 2.2 天线选择系统
• 2.2.1 天线选择模型
• 2.2.2 基于不同准则的天线选择算法
• 2.2.3 几种典型的天线选择算法
• 2.3 V-BLAST系统
• 2.4 功率分配
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于功率分配和天线选择的V-BLAST系统设计
• 3.1 引言
• 3.2 自适应功率分配V-BLAST系统
• 3.2.1 采用功率分配的ZF-SIC检测
• 3.2.2 采用功率分配的MMSE-SIC检测
• 3.3 基于功率分配和天线选择的V-BLAST系统
• 3.3.1 系统的原理
• 3.3.2 仿真试验与结果分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 基于特征值估计的天线选择算法
• 4.1 引言
• 4.2 MIMO系统的相关信道模型和信道容量
• 4.2.1 MIMO系统的相关信道模型
• 4.2.2 相关信道下的MIMO系统信道容量
• 4.3 基于特征值估计的天线选择算法
• 4.3.1 算法的基本原理
• 4.3.2 仿真试验与结果分析
• 4.4 基于特征值估计的发射天线选择算法在相关匙孔信道下的应用
• 4.4.1 匙孔信道模型
• 4.4.2 天线选择算法在相关匙孔信道中的应用
• 4.4.3 仿真试验与结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于天线选择的比特功率分配算法
• 5.1 引言
• 5.2 自适应调制及其改进算法
• 5.2.1 增量分配算法
• 5.2.2 基于错误概率的分配算法
• 5.2.3 自适应调制和功率分配结合的算法
• 5.2.4 自适应调制和天线选择结合的算法
• 5.3 基于天线选择的比特功率分配算法
• 5.3.1 算法的基本原理
• 5.3.2 仿真试验与结果分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢