MIMO信道在不同条件下的容量分析.pdf

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1、50传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第12期MIMO信道在不同条件下的容量分析孙继禹，谢红(1．哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨150001；2．哈尔滨理工大学测控技术与通信工程学院。黑龙江哈尔滨150040)摘要：对影响多输入多输出(MIMO)信道容量的因素进行分析研究有助于未来无线传感器网络的组建与优化。假设信道系数不变，给出了发射端不同功率分配方案对信道容量的影响并进行了对比，通过实验仿真可知，注水算法对信道容量是最优的，此结论与理论分析相吻合，但其运算复杂度较高。推导了等功率分配方案在低信噪

2、比时信道容量的近似表达式，并通过实验仿真与理论值进行了比较，其运算量大大降低，且在低信噪比时逼近理论值。假设MIMO信道矩阵随机分布，对影响信道容量的天线相关性进行了分析与仿真；比较了在不同天线配置下，遍历容量和中断容量的变化趋势，结论有助于组网时根据相关要求选择适宜的天线数目。关键词：多输入多输出；注水算法；天线相关性中图分类号：TN925文献标识码：A文章编号：1000-9787(2011)12-0050-04Caoacityanalysis0fMIMochannelsunderdif1．erentconditionsSUNJi—vu，XIEHong(1．SchoolofInform

3、ationandCommunicationEngineering，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China；2．SchoolofMeasurementControlTechnology&CommunicationsEngineering．HarbinUniversityofScienceandTechnology，Harbin150040，China)Abstract：TheanalysisandstudyonMIMOchannelscapacityisbenifittowirelesssensornetworksconstructio

4、nandoptimizationinthefuture．Undertheconditionofinvafiablecoemcientofchannels．difierentpowerallocationschemes’influenceonchannelcapacityisgivenandcomparedwiththematthetransmitter．Amongthemwaterfillingalgorithmisoptimalfromsimulationexperiments．Theresultisconsistentwiththetheory，butitistoocomplex．A

5、pproximateexpressionofchannelcapacityinlowSNRisdeducedandcomparedwiththeoreticalvaluebysimulationwhenequaltransmitenergyschemeisadopted．Itisknownthatitscomplexitysignificantlydecreasesanditsvalueisclosedtotheoreticalone．AntennacorrelationaffectingonMIMOrandomchannelcapacityisanalyzedandsimulated．

6、Thetendencyofchangeonergodiccapacityandoutagecapacityiscomparedinvariousantennaconfigurations．Theresultishelpfultoadoptacceptablenumberofantennaswhennetworkisconstructed．Keywords：MIMO；waterfillingalgorithm；antennacorelation0引言本文对影响MIMO信道容量的几种发射端功率分配方多人多出(muhipleinputmultipleoutput，MIMO)技术是案进行了比较，

7、对它们各自的优缺点和适用范围进了分指在发送端和接收端采用多天线，是包括无线传感器网络析与仿真；提出了低信噪比时采用等功率分配的信道容量(WSNs)在内的多种无线通信系统所采用的关键技术。近似表达式，通过理论分析和仿真可知，其大大降低J运算在WSNs中引入MIMO技术，可以克服信道衰落带来的影量，对如何简化组网的复杂度提供了一定参考。小丈以响，增加接收端信号的强度；也可提高信息速率，大大改善MIMO信道随机分布为前提，对影响MIMO信