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1、第39卷第12期西安交通大学学报Vol.39№122005年12月JOURNALOFXI'ANJIAOTONGUNIVERSITYDec.2005多输入多输出系统发射天线选择对系统信道容量的影响王君,朱世华,王磊(西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安)摘要:针对多输入多输出(MIMO)系统信道矩阵秩亏引起信道容量下降的问题,基于信道容量上限提出了一种发射天线选择方法.该方法利用信道矩阵与发射空间相关矩阵秩相同的特点,重新构建了蕴含模型物理参数的信道模型.在对空间相关矩阵QR分解的基础上,采用随机矩阵理论推导了迫零接收机信噪比的概率密度函数,从而得
2、到了MIMO系统信道容量的上限.该方法不需要已知信道的瞬时状态信息,只取决于衰落的空间相关,计算的复杂度较低,易于实现.仿真结果表明:在低散射环境中,适当地选择发射天线可以使系统的信道容量增加约1b/s;当接收信噪比大于6.5dB时,发射端采用均匀圆阵系统的性能要优于采用均匀线阵系统的性能.关键词:多输入多输出;信道容量;天线选择;空间相关中图分类号:TN929.5文献标识码:A文章编号:0253!987X(2005)12!1358!04TransmitAntennaSelectionandItsImpactontheCapacityofMultipleInp
3、utMultipleOutputSystemsWang[un,Zhu_hihua,WangRei(SchoolofElectronicsandInformationEngineering,Xi'anJiaotongUniversity,Xi'an710049,China)Abstract:Therankdeficientchannelmayresultinasubstantialdecreaseofthechannelcapacityofamulti-pleinputmultipleoutput(MIMO)system.Focusingonthisproble
4、m,anovelmethodwasproposedtose-lecttheoptimumsetoftransmitantennasbasedontheupperboundonthemeanchannelcapacity.Ontheanalysisofthepropertiesofthefadingcorrelationandtherankofthechannel,theQRdecompositionoffa-dingcorrelationwascalculatedandthedistributionofthereceivesignal-to-noiserati
5、o(SNR)ofazero-forcingreceiverwasderivedbyusingrandommatrixtheory.Sequentially,theupperboundonthemeanchannelcapacityofMIMOsystemwasgiven.Theproposedmethodbasedonlyonthefadingcorrelationandnottheinstantaneouschannelrealization.Andalsoitscomputationalcomplexityislowandtendstoberealized
6、.Thesimulationresultsshowthatantennaselectionoftransmittercanincreasethechannelcapaci-tyofMIMOsystemby1b/sinaflatfadingenvironmentwitharankdeficientchannel.AndathighSNR(>6.5dB),theuniformcirculararrayyieldshigherchannelcapacitythanuniformlineararray.Keywords:multiple-inputmultiple-o
7、utput;channelcapacity;antennaselection;spatialcorrelation[1]在室外低散射环境中,多输入多输出(MIMO)还增加了空时编解码复杂度和系统的射频成本.系统信道矩阵的秩通常要小于发射天线或接收天线基于信道的瞬时状态信息,文献[1,2]分别提出了对数,此时只有部分发射天线对系统的信道容量有贡低秩信道的发射天线最优和次最优选择方法,指出献,若仍采用全部天线发射,不仅浪费了发射功率,当MIMO系统信道矩阵为秩亏矩阵时,适当选择发收稿日期:2005!04!28.作者简介:王君(1975"),男,博士生;朱世华(联系
8、人),男,教授,博士生导师.基金项目:
