數(shù)字通信原理(5)(編輯修改稿)
2025-04-18 04:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 2。將 nT個(gè)發(fā)射天線和 nR個(gè)收天線寫成一個(gè)矩陣的形式有 ：該矩陣稱之為 信道矩陣 ，是一個(gè) nR x nT的矩陣。 三、 MIMO理論模型 MIMO靜態(tài)信道模型 162。假設(shè)：假設(shè)： 信道矩陣中的每一個(gè)元素在某一瞬間（可一定長(zhǎng)度的符號(hào)傳輸期間）可以認(rèn)為是靜止的，其數(shù)值分布一般假設(shè)為 瑞利分布 。162。條條 件： 這一假設(shè)一般在窄帶信道環(huán)境下是成立的，同時(shí)這一假設(shè)對(duì)分析信道容量是有利的。三、 MIMO理論模型 MIMO靜態(tài)信道模型 ：162。接收信號(hào)可以簡(jiǎn)化為：其中：162。注意：注意： 設(shè) Es為從每根發(fā)射天線上發(fā)射出去的功率，發(fā)射的總功率為 P，那么有 P= nTEs。信道矩陣 H為nR x nT階。在某些場(chǎng)合信道矩陣 H也會(huì)進(jìn)行歸一化處理，以保證所有發(fā)送天線的總功率保持不變。三、 MIMO理論模型信道矩陣的分解：162。矩陣的秩：矩陣的秩： 其與收、發(fā)天線的空中分集性能有關(guān)，如果任意兩個(gè)天線間的信道均是獨(dú)立信道，則信道矩陣的秩為：162。信道矩陣Ｈ經(jīng)奇異值分解：其中：三、 MIMO理論模型162。接收端接收的信號(hào)功率增益分解為： 其中： 其按從小到大排列 162。結(jié)論：結(jié)論： 通過(guò)信道矩陣的分解可以獲取 L個(gè)獨(dú)立信道。162。MIMO思想的核心思想的核心167。 具有良好多徑信道對(duì)提高系統(tǒng)容量是有益的；167。 最大的獨(dú)立信道個(gè)數(shù)，恰當(dāng)?shù)姆旨潜匾?。三?MIMO理論模型162。圖解示例圖解示例三、 MIMO理論模型162。比較比較 MIMO在分集與復(fù)用方面的特點(diǎn)在分集與復(fù)用方面的特點(diǎn) 三、 MIMO理論模型162。舉例：舉例： 一個(gè) QPSK信號(hào)經(jīng)無(wú)線多徑信道傳輸，經(jīng)正交分解之后的獨(dú)立信道特性 三、 MIMO理論模型系統(tǒng)容量分析162。分析假設(shè)條件分析假設(shè)條件167。 設(shè) Es為從每根發(fā)射天線上發(fā)射出去的功率，發(fā)射的總功率為 P，那么有 P= nT Es。167。 其中每一個(gè)接收天線噪聲方差歸一化為 1 。 三、 MIMO理論模型162。對(duì)于單天線發(fā)射、單天線接收的情形對(duì)于單天線發(fā)射、單天線接收的情形167。 此時(shí) 為單元素陣， ， 信道容量 為： 三、 MIMO理論模型162。對(duì)于多天線發(fā)射、單天線接收的情形對(duì)于多天線發(fā)射、單天線接收的情形167。 此時(shí) 為 階矩， ， 信道容量 為：其中定義范數(shù)：167。 如果采用相干信號(hào)合并，則信道容量可以等效為： 其中 為無(wú)線鏈路的信噪比三、 MIMO理論模型162。對(duì)于單天線發(fā)射、多天線接收的情形對(duì)于單天線發(fā)射、多天線接收的情形167。 此時(shí) 為 階矩， ，接收端采用最大比值合并時(shí) 信道容量 為： 167。 接收端采用選擇性合并時(shí)， 信道容量 為 167。 如果采用相干信號(hào)合并，則信道容量可以等效為： 三、 MIMO理論模型162。對(duì)于多天線發(fā)射、多天線接收的情形對(duì)于多天線發(fā)射、多天線接收的情形167。 可以對(duì)實(shí)際信道矩陣采用奇異值分解（或特征值分解），得到若干個(gè)獨(dú)立信道，各個(gè)信道的容量由其特值決定。而特征值與行列式的值存在一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。因而信道容量為可以推導(dǎo)出為： 167。 如果采用相干信號(hào)合并，則信道容量可以等效為：三、 MIMO理論模型162。舉例：舉例： MIMO對(duì)系統(tǒng)容量的貢獻(xiàn) 167。 結(jié)論當(dāng)總的發(fā)射功率相等時(shí)，收發(fā)天線數(shù)目越多，信道容量就越大三、 MIMO理論模型編碼方式 162。由若干信息（信道的多與少取決于在分集
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