基于kronecker信道的mimo系统通信性能分析

《基于kronecker信道的mimo系统通信性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、基于Kronecker信道的MIMO系统通信性能分析【摘要】在深入研宄Kronecker信道模型基础上，在不同收发天线参数和平均到达角条件下，对MIMO通信系统的通信性能进行分析。仿真结果表明，Kronecker信道环境下MIMO空时编码可有效提高信道容量，随着平均到达角的增大，信道容量减小。【关键词】多输入多输出；空时编码；信道容量;相关性0引言MIMO(MultipleInputMultipleOutput)技术利用发射端和接收端多天线的时间和空间二维构造空时编码，将发送分集和编码调制技术相结合，可有效抵抗信道衰落、提高系统容量［

2、1］。信道传输环境对MIMO通信系统有较大影响。现阶段，MIMO通信信号信道模型，主要有物理模型和分析模型。分析模型还可细分为：传播驱动模型和基于相关法模型。常用的基于相关法的信道模型有独立同分布i.i.d模型、Kronecker模型和Weichselberger模型［2］。其中，Kronecker模型是一种较为典型的MIMO信号传输模型，适用于描述微小区与微微小区场景下MIMO系统链路级传输。本文在深入研宄Kronecker信道模型基础上，重点对采用MIMO技术的通信性能进行深入分析，为MIMO通信系统的参数优化配置提供参考。1Kr

3、onecker信道模型研究现阶段针对MIMO技术的应用，主要面向微小区和微微小区的高速数据传输。微小区一般用于宏小区覆盖不到又有较大数据量的地点，如地下会议室、娱乐室，地铁，隧道等［3］。微微小区是微小区的一种，只是它的覆盖半径更小，它主要用来解决商业中心、会议室等室内“热点”的通信。Kronecker信道模型用发送和接收相关矩阵来描述信道，在微小区与微微小区复杂环境下处理过程简单，且能很好反映信道的传输特性。基于Kronecker信道模型，发送端与接收端的相关特性分别通过相应的概率相关矩阵RTX与RRX描述，其元素分布表示如下式［4

4、］:2基于Kronecker信道的性能分析对MIMO无线衰落信道进行基于相关性建模，需要给出描述离开角（AOD）、到达角（AOA）、水平方向角度功率谱（PAS）等参数的数学统计模型。其中到达角（AOA）中的平均到达角影响信道的相关性。此外，MIMO通信系统中收发天线的数目决定了子信道数量。本节重点分析不同平均到达角和天线数目条件下MIMO通信系统。首先选择MIMO(4X4)，MIMO(3X3)，MIMO(3X2)，MIMO(2X2)，MISO(3X1)和SISO(1X1)收发天线数目进行仿真。由图1可见，不同收发天线数目条件下MIMO

5、信道容量的关系为MIMO(4X4)〉MIMOC3X3)>MIMO(3X2)>MIMO(2X2)>MISO(3X1)>SISO(1XI)，MIMO信道容量大于SISO的信道容量。当信噪比为20dB时，MIMO(4X4)和SISO(1X1)的信道容量相差15bps/Hz。在天线数目恒定时，MIMO的信道容量随着信噪比的增大而增大。设收发天线数目为2X2,不同平均到达角条件下的信道容量仿真结果如图2所示。从图2可见，在信噪比高于5dB条件下，随平均到达角度的减小，信道容量增加。当信噪比为20dB时，平均到达角为0度与60度的信道容量相差O.

6、5bps/Hz；60度与90度的信道容量相差lbps/Hz。当平均到达角度减小时，平均到达角和阵列之间的垂直性越强，信道相关性越小，信道遍历容量越大。3结论本文对Kronecker信道环境下MIMO系统的通信容量进行分析，在不同数目的收发天线和平均到达角条件下MIMO信道的容量比SISO的系统容量较优，且平均到达角越大信道容量越小。【参考文献】[1]傅海阳，陈技江，曹士坷，贾向东.MIMO系统和无线信道容量研宄[J].电子学报，2011(10).[2]RenhuiXu,LaixianPeng，WendongZhao，ZhichaoMi

7、.Radarmutualinformationandcommunicationchannelcapacityofintegratedradar-communicationsystemusingMIMO.ICTExpress，2015，(1)•[3]赵亚军，袁戈非.微小区场景干扰避免与协调技术探讨[J].电信网技术，2014(11).[4]戴幻尧，张晓芳，李冠中，等.基于空间信道模型的MIMO系统建模与仿真[J].中国电子科学研究院学报，2013(2).[责任编辑：王伟平]