文档介绍：数字移动通信与个人通信论文
题目:MIMO系统信道容量的研究
学生姓名李其信
学号 201120952
院系信息科学与技术学院
专业信号与信息处理
MIMO系统信道容量的研究
李其信
(西北大学信息科学与技术学院,陕西西安 710127)
摘要:本文首先对MIMO技术进行了简要介绍。其次,从信息论角度研究了MIMO系统的信道容量,对平均分配天线发射功率下的几种典型系统(SISO、MISO、SIMO、MIMO)的平均信道容量进行了分析和比较,并对两类特殊的MIMO信道(全1信道和正交信道)的容量进行了特殊的分析,得到了信道容量的计算公式。同时给出了当发射天线和接收天线数很大时的MIMO信道极限容量的估算方法。
关键词:多输入多输出(MIMO)系统; 信道容量;
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1001-2400(2XXX)0X-0-0
Research on the Capaity for MIMO System
LI QI-xin
( College of Information Science and Technology, Northwest University, Xi’an 710127, China)
Abstract: In this paper,firstly,it gives a brief introduction of MIMO technology. Secondly,some average capacities of several typical systems,such as SlSO,MISO,SIMO,MIMO,are theoretically analyzed and simulated from the point ofview of information difference among those typical systems pared and the relationship between the capacity and different schemes of distributing power are two types of special MIMO channel (all channels and orthogonal channel) capacity for a special analysis was calculated channel gives the limit estimating method when the mumber of the transmitting and receiving antennas of MIMO.
Key Words: MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)  channel capacity
随着信息技术,尤其是互联网技术的迅猛发展,信息的载体形式由传统的文字形式向多媒体形传统的无线通信系统是采用单一发射天线和单一接收天线的通信系统,即所谓的SISO天线系统。SISO天线系统在信道容量上具有一个通信上不可突破的瓶颈--Shannon容量限制。不管采用何种调制技术、编码策略或其他方法,无线信道总是给无线通信作了一个实际的物理限制。这一点在当前无线通信市场中形势尤为严峻,因为用户对更高的数据率的需求是非常迫切的[1-3],必须进一步提高无线通信系统的容量。可以实现这个目标的方法有很多,如加大系统发射功率、设置更多的基站、拓宽带宽和提高频谱利用效率等。加大系统发射功率姑且不论可能引起人的健康状况的变化,对硬件设计者来说这也是非常困难的,因为功放器件在大功率区域下的线性工作特性是很难设计的。另外,散热及发射功率的加大所引起的功率消耗也是移动终端要考虑的问题。增设基站意味着采用更多的蜂窝,这是提高容量代价最大的办法。由于目前的实际无线应用市场仍是在UMTS和WLAN之间,是微波频带(UMTS大约为2GHz,WLAN技术的ISM频带为2~5GHz),加大带宽,如利用毫米波频带,就会导致与现行系统具有非常大的兼容性问题,其代价也是很昂贵的,因此更高频段的使用在近期内不是提高无线通信系统容量的最佳方法。
目前在众多的信号处理技术中,最引人注目的是MIMO技术[4],研究表明在多径环境中,采用收发多天线空时编码系统(MIMO系统)在不增加信号带宽及发射功率的前提下可以使频谱效率得以成倍提高,从而提高信道容量。因此,MIMO技术将是新一代无线通信的关键技术之一。
MIMO技术及其优点
为了满足未来移动通信系统大容量、高速率的需求,提高频谱利用率,MIMO系统的概念应运