影响mimo信道容量的天线选择和功率分配算法研究

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1、单位代码：10293密级：硕士学位论文论文题目：影响MIMO信道容量的天线选择和功率分配算法研究1010020812学号季玉洁姓名徐立勤导师电磁场与微波技术学科专业无线通信与电磁兼容研究方向工学硕士申请学位类别2013年2月25日论文提交日期TheResearchonAntennaSelectionAlgorithmSelectionandPowerAllocationAlgorithmofTheMIMOChannelCapacityThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommuni

2、cationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByJiYujieSupervisor:Prof.XuLiqinFebruary2013南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实

3、，愿意承担一切相关的法律责任。研究生签名：_____________日期：____________南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：____________导师签名：____________日期：__

4、___________摘要为了满足对于现存的和新兴的无线通信网络中，数据高速传输的不断增长的需求，多输入多输出（MIMO）技术已经逐步成为关键技术之一。在这篇论文中，从理论和实践上，分别探讨了关于MIMO系统的几个重要技术问题，这些技术的运用都有助于提高系统的容量。天线选择提供了一种在MIMO系统中传输的新形式，它以相对较小的成本换取了低损耗和高收益。在这篇论文的第一部分，首先分析了在有实际的编码和解码过程的MIMO空间复用系统中可以实现的分集阶数和对MIMO信道进行建模，选择了非物理性模型。然后根据经典的盖尔圆算法，设计了两种快速天线选择算

5、法，分别是基于特征值估计算法和基于奇异值估计算法，使得它在性能和复杂度之间保持一个很好的权衡，特别是在相关衰落信道中。最后在商用的高输入无线局域网中有效的实现天线选择。功率分配可以在MIMO系统中，用给定的总发射功率传输尽可能多的数据信息。在这篇论文中的第二部分，详细研究了功率分配算法的原理和实现。主要分析了两种功率分配算法，分别是平均功率分配算法和注水算法。平均功率分配算法适用于发送端未知信道状态信息（CSI）的情况下，而注水算法则适用于发送端已知信道状态信息（CSI）的情况。运用功率分配算法，可以使MIMO系统在有限的发送功率下，发挥出更

6、良好的性能。上述的天线选择算法和功率分配算法，对MIMO系统的信道容量均有很大的益处。本文针对实际的应用环境，设计合适的算法并加以仿真。由仿真结果可以分析出，在既有的条件下，增加较小的成本，这些算法可以使系统容量得到大幅度提升。关键词:MIMO，信道相关性，容量分析，天线选择算法，功率分配算法IAbstractInordertomeetthegrowingdemandforhigh-speeddatatransmission,inexistingandemergingwirelesscommunicationnetwork,multiple-

7、inputmultiple-output(MIMO)hasgraduallybecomeoneofthemaintechnologies.Inthispaper,severalimportantissuesonMIMOsystemarediscussedinboththeoryandpracticefield,andthesetechnologiescanusedtoimprovethecapacityofMIMOsystem.AntennaselectionprovidesanewformofatransmissioninaMIMOsyst

8、em,anditusesarelativelysmallcosttogetalow-lossandahigh-gain.Inthefirstpartofthispa