MIMO系统容量

MIMO系统的信道容量分析网络与通信

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ＭＩＭＯ 系统的信道容量分析
Ａｎ ａ ｌｙｓ ｉｓ ｏ ｆ ＭＩＭＯ Ｃｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ Ｃａ ｐ ａ ｃｉｔｙ
（郑州解放军信息工程大学 ）

刘 冰
Ｌｉｕ ， Ｂｉｎｇ

摘 要 ： 本 文 详 细 推 导 了 ＭＩＭＯ 系 统 信 道 容 量 的 表 达 式 ， 分 析 了 ＭＩＭＯ 系 统 是 如 何 利 用 多 径 来 提 高 频 谱 利 用 率 ， 并 说 明 当 天线数目很大时， 信道容量随收发端最小天线数目的增大 而 线 性 增 大 。 最 后 对 ＭＩＭＯ 与 ＡＷＧＮ 、 ＳＩＳＯ 、 ＳＩＭＯ 的 信 道 容 量进行了仿真比较。 关键词 ： 多入多出 ； 信道容量 ； 多径 文献标识码 ： Ａ 中图分类号 ： ＴＮ９２９．５ 文章编号 ：１００８－ ０５７０（２００５）１２－ ３－ ０１２９－ ０２

的发射信号 ， 其中第 ｉ 个元素 ｘｉ 表示第 ｉ 根天线的发 射信号。对于高斯信道 ， 发射信号的最佳分 布也是高 斯分布。因此 ， ｘ 的元素是零均值独立同分布的高斯变 量。 限制总的发射功率为 Ｐ， 则发射信号的协方差矩阵 （ １） 式中 Ｉｎ 是 ｎＴ× ｎＴ 的单位矩阵。由于发射信号的带
Ｔ

Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｅｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＭＩＭＯ ｃｈａｎ－ ｎｅｌ ｃａｐａｃｉｔｙ， ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｈｏｗ ＭＩＭＯ ｓｙｓｔｅｍ ｉｍｐｒｏｖｅｓ ｔｈｅ ｃｈａｎ－ ｎｅｌ ｃａｐａｃｉｔｙ． Ｔｈｅｎ， ｗｅ ｐｒｏｖｅ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｎｔｅｎｎａｓ ｉｓ ｌａｒｇｅｒ， ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｉｓ ｌｉｎｅａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｍｉｎｉｍｕｍ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｔｈｅ ａｎｔ