衰落相关信道MIMO容量的理论分析

发布时间：2017-11-29 10:10

  本文关键词：衰落相关信道MIMO容量的理论分析

  更多相关文章： MIMO Massive MIMO 信道容量 衰落相关信道 预编码

【摘要】：多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统以其突出的优点,在无线通信中应用广泛,而Massive MIMO作为传统MIMO的延伸,已经成为研究的热点。实际环境很难满足衰落独立的条件,因此,研究衰落相关时MIMO系统的信道容量具有重要意义。本文主要研究内容即围绕这个中心展开。首先,引入了两种信道模型。其中单环模型适用于传统MIMO系统,对该模型的原理和研究现状进行了总结、归纳;多环模型适用于Massive MIMO系统,对该模型的球面波假设和非平稳特性进行了重点介绍。接着,本文研究了衰落相关环境下MIMO系统的信道容量,给出了单环模型的改进方案,提出了一种新的信道容量上界。基于单环模型,研究了衰落相关性对传统MIMO信道容量的影响,具体表现为不同物理量与信道容量之间的关系。经典单环模型忽略了电波在散射体之间的多次反射,结合图论的知识对该模型提出改进,并在改进方案的基础上重新研究了衰落相关性对信道容量的影响,得出结论。另外,在单环模型的基础上,提出了几何信道模型的双相关容量上界,分析了MIMO系统在衰落相关时信道容量的理论上界。最后,针对Massive MIMO系统,研究了衰落相关性对其性能的影响,推广了新容量上界,提出了一种简化的容量上界,比较了采用不同预编码方案时系统的性能。将几何信道模型的双相关容量上界推广到单用户Massive MIMO系统时,采取了一些简化措施,以性能换计算量,得到了一种简化的容量上界,并与未简化的容量上界进行了比较。通过容量理论上界,研究了不同的物理量,包括天线间距、天线倾斜角以及扩展角,与信道容量之间的关系。对于多用户Massive MIMO系统,分析比较了采用破零(Zero Forcing,ZF)预编码方案和信道反转预编码(Regularized Channel Inversion,RCI)方案时系统的性能。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3

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本文编号：1237074