接收天线选择与分布式MIMO通信系统研究

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,MultipleInputMultipleOutput)作为无线移动通信技术的重大突破,能够极大的提高系统的容量和频谱的利用率,受到了越来越多的关注。然而,无线MIMO通信系统的多天线设置要求更多的射频链路,无形中增加了系统的硬件成本,也加大了系统的复杂度。天线选择在系统性能损失不太大情况下,可以有效减少系统的硬件成本和降低系统复杂度,为此本文就天线选择技术展开研究。
　　 本文首先对无线MIMO技术出现的背景、研究现状和存在的问题进行了详细的论述,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。接着,搭建了基于天线选择的MIMO系统模型,并对MIMO信道容量公式进行了推导。
　　 其次,基于现有的天线选择算法,提出了一种基于范数和奇异值的NS新选择算法。此算法在提升系统信道容量性能的同时,考虑了减少系统复杂度。在准静态瑞利衰落信道下,实虚部采用均值为0与方差为0.5的复高斯独立同分布信道环境,设计了采用V-BLAST编码、BPSK调制和迫零检测的系统方案,利用设计的方案分别对通信信道进行误码率性能仿真。研究表明,所提新算法同时降低了误码率和系统的复杂度。
　　 最后,研究分析了分布式MIMO系统及其信道衰落特性。介绍探讨了现有各种分布式MIMO天线选择算法和性能特点,结合Gorokhov递增选择算法提出了一种适合分布式MIMO系统的改进递增选择算法。在准静态瑞利衰落环境下,经过实验仿真表明,改进的递增选择算法在较小性能损失的情况下,实现了系统复杂度的降低,是一种适合分布式MIMO系统的有效选择算法。