MIMO信道容量[zuoheng].ppt

文档介绍：MIMO信道及其容量
MIMO系统模型
MIMO无线信道的容量
用SVD方法对MIMO的进一步分析
MIMO Channel Model
x1
x2
x3
y1
y2
y3
h11
h21
h31
h12
h22
h32
h13
h23
h33
Model applies to any channel described by a matrix (. ISI channels)
MT TX antennas
MR RX antennas
MIMO系统模型
发送信号:,发送信号的协方差矩阵为:
总的发送功率约束为
若每根天线发送相等的信号功率PT/MT,
信道矩阵:H为复矩阵,hij表示第j根发送天线至第i根接收天线的信道衰落系数。
归一化约束:每一根天线的接收功率均等于总的发送功率
MIMO系统模型
接收端的噪声:各分量为独立的零均值高斯变量,具有独立的和相等方差的实部和虚部。
噪声协方差矩阵
若n的分量间不相关,
每根接收天线具有相等的噪声功率2。
每根接收天线输出端的信号功率为PT,故接收功率信噪比为
MIMO系统模型
MIMO无线信道的容量
定义
若由x的实部和虚部构成2n维实随机向量
是高斯随机向量,则称x为n维复高斯随机向量。
如存在非负定(特征值都小于零)×n,使得n维复高斯随机向量x所对应的2n维实随机向量的协方差满足


则称x为循环对称复高斯随机向量。
定理1 设x єCn为零均值n维循环高斯复随机向量,且满足,即

则x的熵满足
当且仅当x为循环对称复高斯分布时等式成立。
MIMO无线信道的容量
循环对称复高斯向量的性质:
若x єCn为零均值n维循环对称复向量,则对任意的A єCn×n ,y=Ax也服从循环对称高斯分布,且
若x,y єCn为n维循环对称复高斯向量,且相互独立, , ,则z=x+y也服从循环对称复高斯分布,且
MIMO无线信道的容量
假设接收信号x与n相互独立
MIMO无线信道的容量
其中
遍历容量(ergodic capacity):输入与输出间最大互信息的期望
等功率发送
每根天线的接收噪声n为互不相关的零均值复高斯变量,
MIMO无线信道的容量