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研究MIM系統中發射天線選擇算法
來源:本站整理  作者:佚名  2013-02-23 07:40:30

摘要:無線信道中由于存在多徑衰落,通信系統的可靠性會因此大大降低。增加收發兩端的射頻鏈路能夠有效地解決這個問題,但射頻鏈增加的同時又會提高成本。為此,提出一種基于發送端的遞增改進算法,在不增加射頻鏈路的前提下,完成對天線性能的鑒別,選擇出對系統性能貢獻最大的天線。仿真結果表明,該算法可有效地提高系統性能,減少系統檢測時延。

    近年來,多入多出MIMO (Multiple -Input Multiple-Out-put)技術因其優越的性能而得到廣泛的關注。研究表明,系統容量會隨接收與發送端射頻鏈路數的增加而呈線性增加,但增加射頻鏈路就意味著提升成本,因此增加系統容量與降低成本間成為一對矛盾。MIMO技術能夠很好地解決這對矛盾,它能極大地降低成本卻對系統性能影響很小。MIMO天線選擇原理描述如下:當系統射頻鏈路數一定時,在接收端或發送端或收發兩端同時進行天線選擇,選擇出性能最佳的若干根天線使得系統總體性能最好。最優算法即全搜索,雖然能夠得到最高的系統性能,但該算法的計算復雜度也非常高;此外還有遞減算法、遞增算法等,這些算法都能在大幅減少計算量的同時逼近最優算法的性能。已有的很多文獻討論的算法都是基于接收端,所以本文基礎上將其算法改進后應用于發送端,即從零開始在全部天線陣列中每次都選擇出一根對系統容量貢獻最大的天線,直到選出預定的天線數為止,之后再用這些選擇出來的天線陣列進行傳輸。仿真結果表明,在信道容量以及誤碼率方面該算法的性能都非常優秀,大大提高了系統的可靠性。

 

1系統模型

    在圖1中,假設系統的發送端有N,根天線,接收端有N,根天線,為最大化系統容量,設發射/接收端射頻鏈路數分別為Lr和Lt。

 

    假設傳輸過程中使用準靜態平坦衰落信道,則輸入輸出模型可描述為:

為發射天線到接收天線間的某一復衰落系數,服從獨立同分布(即不相關),均值為O,方差為1。假設發送端未知CSI(信道狀態信息),但接收端有完整的.CSI,此時需要在下行鏈路中增加一條反饋,并將CSI通過這條反饋鏈路告知發送端,進而發送端根據這些信息進行天線選擇。

 

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