MIMO系統(tǒng)分集復(fù)用折衷的研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)能在不增加系統(tǒng)帶寬和發(fā)射功率的前提下大大增加系統(tǒng)容量，提高系統(tǒng)頻帶利用率和傳輸質(zhì)量，改善系統(tǒng)的性能，成為未來無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。已有研究表明，MIMO系統(tǒng)可以同時提供分集增益和復(fù)用增益，以提高傳輸?shù)目煽啃院陀行?。分集增益與復(fù)用增益之間存在著定量的折衷關(guān)系，這種折衷關(guān)系是MIMO系統(tǒng)中所有編碼方案所能獲得的性能上限，反映了MIMO系統(tǒng)的資源分配情況。 本文首先給出了MIMO系統(tǒng)的信道模型，從信

2、息論的角度分析了MIMO系統(tǒng)的信道容量，顯示出MIMO系統(tǒng)的性能優(yōu)勢。在此基礎(chǔ)上，介紹了MIMO系統(tǒng)可以提供的分集增益和復(fù)用增益，探討了獨立同分布信道下的分集復(fù)用折衷關(guān)系。該折衷關(guān)系不但可以反映出MIMO系統(tǒng)的資源分配情況，也可以作為現(xiàn)有空時編碼方案的評價標準，同時為實際系統(tǒng)空時編碼和傳輸方案的設(shè)計提供理論指導(dǎo)。 MIMO系統(tǒng)提供分集增益和復(fù)用增益是通過具體的編碼方案來實現(xiàn)的。設(shè)計目標不同，具體的傳輸方案亦不同。本文選取了三種典

3、型的編碼方案，即基于分集增益最大化的Alamouti空時分組碼(STBC)、復(fù)用增益最大化的分層空時碼和滿分集滿速率的完美空時分組碼，對它們的基本原理和分集復(fù)用性能進行了分析。 在理解現(xiàn)有空時編碼方案局限性的基礎(chǔ)上，本文提出一種自適應(yīng)混合空時編碼方案，使用一部分天線發(fā)射全分集的AlamoutiSTBC，其余的天線發(fā)射全復(fù)用的完美空時分組碼，將發(fā)射分集和空間復(fù)用聯(lián)合起來，同時獲得分集增益和復(fù)用增益，在兩種增益之間尋求折衷。同時，發(fā)