文档介绍：摘要现代无线通信系统对数据传输速率和服务质量要求日益提高,使得急切需要新技术来提射端和接收端获得,发射端天线之间和接收端天线之间是否存在衰落相关性等等。另外,达到信息论所预示的信道容量的一种有效方法就是使用空时编码技术。目前许多新颖的信息。该部分信道状态信息为协方差反馈时,使得平均信道容量最大的最优化发射方向和信画最优化的发射功率分配。数值结果验证了我们的结论。在之前推导的最优化发射功率分配必要条件的基础上,我们进一步研究并推导了其充要条件。并且,我们使用这个等价条件将波束形成最优化的讨论推广到一般情形,即沿着研究了具有空间衰落相关性的信道的信道容量。在实际情况下,接收端抡娴慕峁冉侠囱芯靠占渌ヂ湫远杂谛诺廊萘康挠跋臁J到峁砻骺占湎喙匦允得平均信道容量减小,并且随着信噪比增大由相关性导致的信道容量损失无限增长;这和从信息论的角度研究了具有丰富散射的衰落信道中堆栈编码和准正交空时编码。众所周知,方案是唯一能够取得满速率的。我们推导了堆栈方案传输速率的上限,这个值在信噪比高时取决于发射天线数目和接收天线数目之比。并且我们得到了只要发射天线数目不小于两倍的接收天线数目该方案就能够达到满速高频谱利用率和链路稳定性。在发射端和接收端都采用多天线的多输入多输出系统现在正被广泛认为是能够使得通信系统在有限的带宽和功率资源前提下获得高数据传输率的突破技术。然而,实际系统的信道容量取决于很多因素,如信道信息是否能够在发空时编码被提出来以克服解码复杂的问题。但是,在一些情况下这些编码不能够达到满速率。本论文的工作主要为讨论不同信道假设下的信道容量以及不同天线配置下一些空时编码的传输速率。具体讨论了以下问题:研究了单用户无线通信系统的最优传输策略,其中发射端仅有不完整的信道状态道协方差矩阵的特征矢量相同,而最优化的功率分配则没有解析解。我们通过平均信道容量函数的舒尔一凹性质对其进行分析,推导了最优输入协方差矩阵特征值分布的必要条件来刻个方向发射达到信道容量。往往能够获得理想的信道状态信息,而发射端没有任何信道状态信息,因此在发射端采用平均功率分配原则。我们推导了双发多收衰落相关信道的平均信道容量并和的情况截然不同,对于单接收天线系统,这个信道容量损失是有上限的。中国科学技术大学博士学位论文
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率的结论。同时,我们分析了具有⑸涮煜吆腿我飧邮仗煜叩淖颊豢帐北嗦氲拇速率,发现它随着接收天线数目的增大而减小,并且奶煜吲渲檬俏ㄒ荒芄淮锏铰俾的。并且我们推导了谛旁氡雀呤钡募匏俾剩⑾值苯邮仗煜呤坎恍∮时该速率固定为。数值结果验证了我们的结论。中国科学技术大学博士学位论文
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第一章绪论尘容量与发射和接收天线阵中阵元数最小的一个成正比,因此在理论上,对于理想的随机信道,信系统来说,多径可以作为一个有利因素加以利用⋯⋯⋯⋯薄尴咄ㄐ畔低吃诜⑸涠从而可实现高的通信容量和频谱利用率,这是一种近于最优的空域时域联合的分集和干扰对蛱煜哒罅的酱通智能天线系统,其容量仅随天线阵元数的对数增加而增加,因此无线通信系统对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力,而且技术能够和其它技一种实际且能够有效地达到预示的~信道容量的方法就是使用空时编码上的信号间引入相关性。而这些相关性能够有效地利用信道的衰落性质并减小传输错多发多收篗—尴咄ㄐ畔低呈侵冈谕ㄐ帕绰返姆⑸浜徒收端都采用多天线设计方式。信息理论预示它能够在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率⋯⋯⋯⋯,因而被誉为是解决未来高速宽带无线接入网的业务流量瓶颈的几项关键技术之一”虽然早在年代就有人提出将技术用于通信系统,但是对无线移动通信系统技术产生巨大推动的奠基工作则是年代由实验室学者完成的。年,等”””采用垂直一贝尔实验室分层空时惴ń⒘艘桓鯩笛橄统,在室内实验中达到了痵/以上的频谱利用率,这一频谱利用率在普通系统中极难实现。年等给出了在衰落情况下的信道容量”萌萘客黄屏舜车诺廊萘康慕缦蕖T谄骄⑸涔β室欢ǎ医邮辗揭阎P诺雷刺畔⒌奶跫拢只要付出足够天线成本和提供更多的空间,便可获得无限大的信道容量。这些理论成果受到各国学者的极大关注,他们的研究工作使得理论得到了迅速发展。通常,多径要引起衰落,因而被视为有害因素。然而研究结果表明,对于无线通和接收端均采用多天线和多通道。它将多径无线信道与发射、接收视为一个整体进行优化““,消处理。功率和带宽固定时,无线通信系统的理想最大容量或容量上限随天线阵元数的最小值增加而线性增加⋯⋯⋯⋯6奶跫拢诮邮斩嘶蚍⑸涠瞬捎枚嗵煜术鏞相结合‘薄:⋯⋯⋯⋯㈨⋯⋯⋯‘“““⋯“”“⋯。空时编