论文摘要
无线移动通信技术的发展，使得通信技术已经从传统的语音通信逐渐发展到视频、多媒体通信等业务，也因此对无线通信网络提出了更高带宽和更大容量的要求。多输入多输出技术(MIMO)作为无线移动通信技术的重大突破，能够极大的提高系统容量和频谱利用率，受到了研究者越来越多的关注。然而，无线MIMO通信系统的多天线配置要求更多的射频链路，无形中增加了系统的硬件成本和系统复杂度。天线选择用相对较少的射频链路支持较多的天线，在系统性能损失很小的情况下，可以有效地减少系统的硬件成本和降低系统复杂度，为此本文对天线选择技术展开研究。本文首先对无线MMO技术出现的背景、研究现状和存在的问题、大规模衰落、小规模衰落、阴影衰落和路径损耗等衰落模型进行了详细的论述，重点分析了天线选择对MIMO系统性能的影响，并就天线选择对系统的误码率和信道容量的影响进行了深入的探讨。然后，搭建了基于天线选择的MIMO系统模型，并对MIMO系统在各种信道下的信道容量公式及其理论进行推导。其次，通常的发射和接收天线选择算法具有较高的复杂度。为此本文从信道容量最大化同时系统计算复杂度最低的角度对MIMO系统的天线选择算法进行了分析。比较几种常见的天线选择算法，以国内外学者的天线选择算法为基础，提出新的天线选择算法，并将该算法同原有的算法进行比较。该算法起始时将接收天线的选择集合R设为空集，每次迭代选择对信道容量贡献最大的接收天线，将其加入集合R。在接收端就是在信道矩阵H中逐步选择使信道容量最大的M行，并将其添加到天线子集中。由于新提出的算法采用了快速迭代更新公式比DS算法有着更低的计算复杂度，同时可以完成与最优天线选择算法和几乎相同的信道容量和误码率性能。尤其在准静态瑞利平衰落信道中，该算法明显优于NBS算法、CBS算法和随机天线选择算法的性能。最后，通过仿真结果表明，新算法不仅能够提供与最优算法接近的信道容量与误码率性能，而且该算法具有较低的计算复杂度，能够满足信号实时性传输的要求。