基于容量性能的MIMO天線選擇技術研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代無線通信技術的快速發(fā)展,人們對高速數(shù)據(jù)通信服務的需求日益增長,常規(guī)單天線收發(fā)通信系統(tǒng)的容量性能已經遠遠不能滿足實際應用的需求,通信系統(tǒng)的可靠性也有待進一步提高。MIMO技術可以有效利用多徑效應,在有限帶寬內提高了傳輸速率和通信質量,成為新一代無線通信系統(tǒng)中的關鍵技術之一。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雜度,這個問題極大的限制了MIMO技術的發(fā)展和推廣。天線選擇技術通過選擇較優(yōu)的天線

2、子集進行收發(fā),以較小的性能損失換取硬件成本和處理復雜度的大幅度降低,成為MIMO無線通信領域的一個研究熱點。
　　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到最優(yōu)的性能,但包含較多矩陣運算,計算復雜度較高;為降低算法復雜度,許多次優(yōu)天線選擇算法應運而生,但這些算法大多造成了較大性能損失或復雜度仍較高,并主要集中于對非相關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,提出了基于相異度的天線

3、選擇算法和針對相關信道下基于CSA的改進選擇算法,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。主要研究成果如下:
　　1.介紹了復高斯隨機信道和相關信道情況下MIMO的系統(tǒng)模型;對MIMO系統(tǒng)容量進行分析,研究信道相關性對系統(tǒng)容量性能的影響,對幾種經典天線選擇算法的容量性能進行比較,仿真結果表明窮盡搜索算法能夠獲得最優(yōu)的容量性能,但復雜度非常高,經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)復雜度。
　　2.

4、以實現(xiàn)容量性能最優(yōu)為目標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雜度計算分析,證明所提算法保持了較低的運算復雜度。通過仿真將其與窮盡搜索、基于相關度和相似度等天線選擇算法進行了容量性能比較,仿真結果驗證了所提算法在容量性能上的改進。
　　3.針對相關信道,對基于相關性的天線選擇算法進行改進,通過選擇具有最小平均相關性和最大相關矩陣行列式的天線作為最優(yōu)天線子集。在