基于容量性能的MIMO天線選擇技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對高速數(shù)據(jù)通信服務(wù)的需求日益增長,常規(guī)單天線收發(fā)通信系統(tǒng)的容量性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足實(shí)際應(yīng)用的需求,通信系統(tǒng)的可靠性也有待進(jìn)一步提高。MIMO技術(shù)可以有效利用多徑效應(yīng),在有限帶寬內(nèi)提高了傳輸速率和通信質(zhì)量,成為新一代無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。但由于MIMO系統(tǒng)需要配置多個RF鏈路,大幅度增加了系統(tǒng)硬件成本和信號處理的復(fù)雜度,這個問題極大的限制了MIMO技術(shù)的發(fā)展和推廣。天線選擇技術(shù)通過選擇較優(yōu)的天線

2、子集進(jìn)行收發(fā),以較小的性能損失換取硬件成本和處理復(fù)雜度的大幅度降低,成為MIMO無線通信領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn)。
　　對于現(xiàn)有MIMO系統(tǒng)天線選擇算法而言,窮盡搜索算法能夠達(dá)到最優(yōu)的性能,但包含較多矩陣運(yùn)算,計(jì)算復(fù)雜度較高;為降低算法復(fù)雜度,許多次優(yōu)天線選擇算法應(yīng)運(yùn)而生,但這些算法大多造成了較大性能損失或復(fù)雜度仍較高,并主要集中于對非相關(guān)信道下天線選擇的研究。
　　針對這一問題,本文以容量性能最大化為目標(biāo),提出了基于相異度的天線

3、選擇算法和針對相關(guān)信道下基于CSA的改進(jìn)選擇算法,并討論了幾種基于智能算法的收發(fā)聯(lián)合天線選擇技術(shù)。主要研究成果如下:
　　1.介紹了復(fù)高斯隨機(jī)信道和相關(guān)信道情況下MIMO的系統(tǒng)模型;對MIMO系統(tǒng)容量進(jìn)行分析,研究信道相關(guān)性對系統(tǒng)容量性能的影響,對幾種經(jīng)典天線選擇算法的容量性能進(jìn)行比較,仿真結(jié)果表明窮盡搜索算法能夠獲得最優(yōu)的容量性能,但復(fù)雜度非常高,經(jīng)典的遞增遞減算法獲得了接近最優(yōu)的容量性能,同時降低了系統(tǒng)復(fù)雜度。
　　2.

4、以實(shí)現(xiàn)容量性能最優(yōu)為目標(biāo)提出了一種基于相異度的天線選擇算法。分析了采用相對誤差、絕對誤差對相異度算法性能的影響,同時通過對幾種算法的復(fù)雜度計(jì)算分析,證明所提算法保持了較低的運(yùn)算復(fù)雜度。通過仿真將其與窮盡搜索、基于相關(guān)度和相似度等天線選擇算法進(jìn)行了容量性能比較,仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提算法在容量性能上的改進(jìn)。
　　3.針對相關(guān)信道,對基于相關(guān)性的天線選擇算法進(jìn)行改進(jìn),通過選擇具有最小平均相關(guān)性和最大相關(guān)矩陣行列式的天線作為最優(yōu)天線子集。在