论文研究-不完全信道状态信息条件下MIMO信道容量分析 .pdf

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不完全信道状态信息条件下MIMO信道容量分析,张倩倩,王中苓,本文在了解了无线MIMO系统模型的基础上,针对在信道估计有误差的情况下,把信道估计误差和信道噪声作为等效噪声得到等效噪声方差��
国武技论文在线 (4) 所以的方差σ为: C (5) 因为a[]=o8(-),当且仅当=时,l[]=a:当≠时, 所以可以继续得到: ∑[a]=a∑[! 因为中的每一个元素都是独立同分布的,故可以得到,等效噪声方差为 =0+O 0+O 其中σ为信道仙计误差 信道容量 假设连续信道的加性高斯白噪声功率为,信道的带宽为 ,信号功率为 则该信道的信道容量为 设信道为准静态平坦瑞利衰落,接收端完全知道,月发射与接收天线数分别为和 ,完全信道状态信息条件下 信道的容量公式为: 其中σ为高斯白噪声的方差,为信道矩阵 所以只要得到功率分配矩阵 就能求得信道容量。而 其中 。所以等功凇分配时,系统的信道 容量为: 由前面所讲的完全信道状态信息条件下的 信道容量公式,即公式(),和不完 全信道状态信息条件下的等效噪声方差公式,即公式(),可以得到不完全信道状态信息 条件下 单位带宽信道容量的公式: +o) 其中,为发送天线数目,为接收天线数目,G为估计误差的方差,为高斯 噪声的方差,为信道估计矩阵,E{}表小求期望 国武技论文在线 信道容量的仿真 下面我们通过一系列的仿真,得出信噪比和信道估计误差不同条件对 信道容量 性能的影响 图给出了接收天线与发送天线都为,信道估计误差分别为a 和 时得到的仿真图。 e-F ⊥ 图2同一佔计误差条件下,信道容量与信比关系图 仿真结果表明 系统的信道容量随信噪比的增加而不断增大,且当信道估计误 差较小时, 信道容量随信噪比的増加儿乎呈线性増大,当信道估计淏差较大时,信 噪比越大,信道容量增加的速度越缓慢。 图给出了接收天线和发送天线都为,信噪比分别为 时得到的仿 真图,目的是为了得到在同一信噪比条件下,信道容量与σ的关系。 △+4++A1A4△1444△4松 +444+×444+4 +|+|---1米 △ 图3同一信噪比条件下,信道容量与σ的关系图 国武技论文在线 仿真结果表明:在同‘信噪比条件卜,信道佔计误差较小吋,信道容量儿乎没有变化 随着信道估计误差逐渐增大,不完全信道状态信息条件下的 信道容量开始明显减小。 当给定的信噪比越大, 信道容量与信道估计误差的关系图曲线位置就越靠上,即同 信道估计误差条件下, 信道容量随信噪比增大而增大,因此也进一步验证了第 种讨论情况。冋时我们还可以看出,在同一信噪比的情况下,信道佔计误差越小的信道容量 趁大。 结论 本文给出了如何计算不完全信道状态信息条件下 信道容量的方法,并对 信道容量做了仿真,仿真结果表明在不完全信道状态信息条件下 信道容量随信噪 比的增加而增大,随信道佔计误差的增大而减小。 参考文献 高凯张尔扬 信道的空间相关特性及信道容量分析电子与信息学报 孙丹张晓光 系统信道容量研究现代电子技术 吕剑刚吕英华张金玲赵洪涛沈南科注水算法对 信道容量的影响滨州学院学 梁红玉吴伟陵 系统的信道容量无线电通信技术 丰励陈晶晶刘少敏信道状态信息未知和已知的无线信道容量比较与分析现代电子技术 肖扬等 多天线无线通信系统北京:人民邮电出版社年月

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