（通信与信息系统专业论文）无线mimo系统的信道容量及自适应传输理论与技术研究.pdf

摘要 摘要 为适应未来发展的需要，未来移动通信系统要求能够支持高达每秒数百兆 甚至千兆比特的高速分组数据传输，在无线资源日趋紧张的情况下，采用多天 线发送和多天线接收的m i m o 无线传输技术，充分挖掘利用空间资源，最大限 度地提高频谱利用率和功率效率，成为未来移动通信研究的关键所在。本论文 开展无线m i m 0 信道容量分析及自适应m i m o 无线传输理论与技术研究。 首先从综合考虑了接收相关、发送相关以及直达径分量的m i m 0 平衰落 信道模型出发，利用非中心复w i s h a r t 矩阵的巴特莱特分解，首次得到非中心 复w i s h a r t 矩阵行列式的期望以及行列式对数的期望，由此推导了简洁且紧致 的遍历容量上界和下界，进而精确地分析出各种信道统计特性对信道容量的影 响。在实际的传输环境中，高速宽带无线传输面临的通常是频率选择性衰落信 道，本论文从基于抽头延迟线模型的频率选择性莱斯信道模型着手，将平衰落 信道的遍历信道容量结论进行推广，得到了平衰落和频率选择性衰落信道容量 的统一解。 随后在复高斯矩阵二次型的最大特征值分布的基础上，推导了复高斯矩 阵二次型最大特征值统计特性的阶近似，利用一阶近似的结果分析了m i m 0 m r c 系统在高信嗓比下的符号差错率和中断概率，证明了在高信噪比区域，随 着空间相关性的增加，系统的符号差错率会随之增加，且在较低中断概率水平 下，中断概率随空间相关性增加而提高。 利用矩阵变量的超几何函数，矩阵变量的雅可比变换和矩阵变量分布的性 质，推导出非中心复w i s h a r t 矩阵的有序特征值的累积分布函数和概率密度函 数，由此分析了莱斯平衰落下多信道波束成形m i m o 系统的符号差错性能和中 断概率，推导出系统的分集度、阵列增益以及中断概率具体表达式。理论结果 表明：多信道波束成形m i m 0 系统的符号差错概率由对应于最小信道奇异值的 予信道决定，并发现在低中断概率水平区域下，m i m om r c 系统的中断概率 与r i c e a nk 因子成反比。 利用非中心复w i s h a r t 矩阵的无序特征值的概率密度分布函数，推导 出m i m 0s v d 系统平均比特差错概率和中断概率的准确闭式解。理论结果 表明：当m i m os v d 系统存在信道估计误差与信道状态信息反馈时延，比特 差错概率和中断概率随之增加而加大，系统的分集度为零。并从理论上证明 了m i m 0s v d 系统在高信噪比条件下存在着与信道估计误差和信道状态信息反 馈延迟相关，且与r i e e a nk 因子无关的差错平底由此揭示了非理想信道状态 信息对m i m 0s v d 系统的差错概率的影响。 最后，论文从信道容量的分析结论出发，以最大化信道容量上界为目标， 首次提出在统一框架下利用部分信道状态信息实现信道环境自适应m i m 0 无 东南大学博士学位论文 线传输，采用流控制、虚空跳转、在线容量估计与比特分配等关键技术，形 成完整的技术方案。这一方案己经在现场试验中得到验证。在空间相关瑞利 衰落信道下，推导了基于m i m o 系统的互信息和差错性能的上界和下界，利 用m i n k o w s k i 不等式和w e y l 定理，以最大化互信息下界和最大化最小接收信噪比 为目标，得到了三种基于部分信道状态信息的统计天线选择方法。 关键词：m i m o 系统，遍历容量，自适应传输，复高斯矩阵二次型，非中 心复w i s h a r t 矩阵，多信道波束成形，m i m om r c ，m i m os v d ，统计天线选 择 英文摘要 a b s t r a c t t om e e tt h ei n c r e a s i n gd e m a n d so fm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s ，f u t u r em o b i l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e m sa x er e q u i r e dt os u p p o r th i g hd a t ar a t ep a c k e tt r a u s m i s - s i o nu pt os e v e r a lm e g ae v e n 舀g ab i t sp e rs e c o n d s w i t ht h ee v e nl i m i t e dr a d i o r e s o u r c e s ，w i r e l e s sm u l t i p l e - i n p u ta n dm u l t i p l e - o u t p u t ( m i m o ) s y s t e m st h a te m - p l o ym u l t i p l et r a n s m i ta n dr e c e i v ea n t e n n a sp l a yak e yr o l ei nf u l l ye x p l o i t i n g s p a t i a lr e s o u r c e sa n di m p r o v i n gt h es p e c t r u ma n dp o w e re f f i c i e n c y i nt h i sd i s i s e r t a t i o n ，t h ec h a n n e lc a p a c i t ya n da d a p t i v et r a n s m i s s i o nt e c h n i q u e so fm i m o s y s t e m sa r ei n v e s t i g a t e d f i r s t l y , t h ee r g o d i cc a p a c i t yo fr i c e a nf a d i n gm i m oc h a n n e l sw i t hr e c e i v e c o r r e l a t i o n ，t r a n s m i tc o r r e l a t i o na n dl i n eo fs i g h t ( l o s ) c o m p o n e n t su n d e rt h e a s s u m p t i o nt h a tt h ec h a n n e li su n k n o w na tt h et r a n s m i t t e ra n dp e r f e c t l yk n o w n a tt h er e c e i v e ri si n v e s t i g a t e d t h ee x p l i c i te x p r e s s i o n sf o rt h ee x p e c t e dv a l u e so f t h ed e t e r m i n a n ta n dl o g - d e t e r m i n a n to fc o m p l e xn o n c e n t r a lw i s h a x tm a t r i c e sa r e u t i l i z e dt od e r i v et h es i m p l i f i e de r g o d i ec a p a c i t yu p p e ra n dl o w e rb o u n d s t h e s e n e wb o u n d sc a nb ea p p l i e da ta n ys i g n a lt on o i s er a t i o ( s n r ) a n da x et i g h t e r t h a np r e v i o u s l yr e p o r t e da n a l y t i c a lb o u n d s w i t ht h eh e l po ft h e s eb o u n d s ，t h e i m p a c to fs p a t i a lf a d i n gc o r r e l a t i o na n dr i c e a nk f a c t o ri sd i s c u s s e d t h ee r g o d i c c a p a c i t yo ff r e q u e n c ys e l e c t i v es p a t i a l l yc o r r e l a t e dr i c e a nf a d i n gm i m oc h a n n e l s i sa l s oc o n s i d e r e db a s e do nt h ec o n c l u s i o n sf o rf l a tf a d i n ge a s e i ti ss h o w nt h a tt h e c a l c u l a t i o no ft h ee r g o d i cc a p a c i t yo ff r e q u e n c ys e l e c t i v ef a d i n gm i m oc h a n n e l s c a nb ec o n v e r t e dt ot h ec a l c u l a t i o no ft h eo n eo fe q u i v a l e n tf r e q u e n c yf i a tf a d i n g m i m 0c h a n n e l s b a s e do nt h en e wa s y m p t o t i ce x p r e s s i o n sf o rt h ep r o b a b i l i t yd e n s i t yf u n c - t i o na n dc u m u l a t i v ed i s t r i b u t i o nf u n c t i o no ft h em a x i m u me i g e n v a l u eo fp o s i t i v e - d e f i n i t eq u a d r a t i cf o r m si nc o m p l e xg a u s s i a nm a t r i c e s ，t h ea s y m p t o t i cs y m b o le l - r o rr a t e ( s e r ) a n do u t a g ep r o b a b i l i t yo fm i m om a x i m u mr a t i oc o m b i n i n g ( m r c ) s y s t e m sa r eo b t a i n e du n d e rr a y l e i g hf a d i n gc h a n n e l sw i t hb o t ht r a n s m i ta n dr e - c e i v es p a t i a lc o r r e l a t i o nm a t r i c e s i ti sp r o v e dt h a ts p a t i a lc o r r e l a t i o nd o e sn o t a f f e c tt h ed i v e r s i t yo r d e r ，b u ti tr e d u c e st h ea r r a yg a i na n dh e n c ei n c r e a s e st h e s e ri nt h eh i g hs n r r e g i m e a d d i t i o n a l l y , m i m os y s t e m sw i t hm u l t i c h a n n e lb e a m f o r m i n gi nr i c e a nf a d - i n ga x ea n a l y z e d n e wc l o s e d - f o r me x p r e s s i o n sf o rt h em a r g i n a lo r d e r e de i g e n v a l u e d i s t r i b u t i o n so fc o m p l e xn o n c e n t r a lw i s h a r tm a t r i c e sa r eu s e dt oc h a r a c t e r i z et h e s t a t i s t i c so ft h es n ro ne a c he i g e n m o d eb yu s i n gt h em a t r i xv a r i a t eh y p e r g e o m - 东南大学博士学位论文 e t r yf u n c t i o n s ，j a c o b it r a n s f o r m a t i o na n dm a t r i xv a r i a t ed i s t r i b u t i o n s b a s e do i l t h i s ，e x a c ts e re x p r e s s i o n s ，c l o s e d - f o r me x p r e s s i o n sf o rt h ed i v e r s i t yo r d e r ，a r r a y g a i n ，a n do u t a g ep r o b a b i l i t ya l ep r e s e n t e d i ti ss h o w n t h a tt h eg l o b a ls e rp e r - f o r m a n c ei sd o m i n a t e db yt h es u b c h a n n e lc o r r e s p o n d i n gt ot h em i n i m u mc h a n n e l s i n g u l a rv a l u e m e a n w h i l e ，a ti o wo u t a g el e v e l s ，t h eo u t a g ep r o b a b i l i t yv a r i e si n - v e r s e l yw i t ht h er i c e a nkf a c t o rf o rt h ec a s e sw h e r et r a n s m i s s i o ni so n l yo nt h e m o s td o m i n a n ts u b c h a x m e l ( i e as i n g l e c h a n n e lb e a m f o r m i n gs y s t e m ) i np r a c t i c e ，c h a n n e le s t i m a t i o ne i t o ra n df e e d b a c kd e l a ya l w a y se x i s ti nc o i n m u n i c a t i o ns y s t e m s t h eb i te r r o rr a t e ( b e r ) a n do u t a g ep r o b a b i l i t yo fm i m o s v ds y s t e m sw i t hc h a n n e le s t i m a t i o ne r r o ra n df e e d b a c kd e l a ya r es t u d i e df o r u n c o r r e l a t e dr i c e a nf a d i n gc h a n n e l s b yu t i l i z i n gm a r g i n a lu n o r d e r e da n do r - d e r e de i g e n v a h i ed i s t r i b u t i o n so fc o m p l e xn o n c e n t r a lw i s h a r tm a t r i c e s ，t h ee x a c t c l o s e d - f o r me x p r e s s i o n so nt h ea v e r a g es y s t e mp e r f o r m a n c ea n dh i g hs i g n a lt oi n - t e r f e r e n c ep l u sn o i s er a t i o ( s i n r ) a p p r o x i m a t i o n sa r ed e r i v e d a n a l y z i n gr e s u l t s s h o wt h a tb o t ht h eb e ra n dt h eo u t a g ep r o b a b i l i t yi n c r e a s ew i t hc h a n n e le s t i - m a t i o ne r r o r ，f e e d b a c kd e l a ya n dt h er i c e a nkf a c t o ra tap o l y n o m i a lr a t et h a t i si n v e r s e l yp r o p o r t i o n a lt ot h ed i f f e r e n c eb e t w e e nt h en u m b e r so ft r a n s m i ta n d r e c e i v ea n t e n n a s i ti sa l s os h o w nt 1 1 a t w i t hc h a n n e le s t i m a t i o ne r r o ra n df e e d - b a c kd e l a y , t h ed i v e r s i t yo r d e r so ft h eb e ra n do u t a g ep r o b a b i l i t ya r ez e r oa n da n i r r e d u c i b l ee r r o rf l o o re x i s t sa th i g hs i n r t h e s er e s u l t se x p l a i nt h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nn o n - i d e ac h a n n e l ss t a t ei n f o r m a t i o na n dt h ee r r o rp r o b a b i l i t i e so fm i m o s v ds y s t e m s f i n a l l y , a nc h a n n e le n v i r o n m e n ta d a p t i v et r a n s m i s s i o ns c h e m ei nf r e q u e n c y s e l e c t i v em i m oc h a n n e l si sp r o p o s e db yu s i n gt h er e s u l t sf r o mt h ee r g o d i cc a - p a c i t ya n a l y s i s s e v e r a lk e yt e c h n i q u e si n c l u d i n gs t r e a ms e l e c t i o n ，v i r t u a ls p a t i a l h o p p i n g ，o n l i n ec a p a c i t ye s t i m a t i o na n db i ta l l o c a t i o na x ep r e s e n t e df o rd e s i g n i n g t h em i m oa d a p t i v et r a n s m i s s i o ns c h e m e l i n k - l e v e ls i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t t h ep r o p o s e ds y s t e mc a l lb ee f f e c t i v ei nv a l - i o u sc h a n n e lc o n d i t i o n s ，e v e nf o rt h e s c e n a r i o sw i t hh i g hm o b i l es p e e da n ds t r o n gs p a t i a lc o r r e l a t i o n ，a n di th a sb e e n v a l i d a t e di nt h ef i e l dt e s t s t a t i s t i c a la n t e n n as e l e c t i o nb a s e do ns t a t i s t i c a lc h a n - n e lk n o w l e d g e ( s c k ) i sa l s oc o n s i d e r e df o rd o u b l e - s i d e dc o r r e l a t e dr a y l e i g hf a d i n g m i m 0c h a n n e l s t h es e l e c t i o ng o a li st om a x i m i z et h em u t u a li n f o r m a t i o no rm a x - i m i z et h em i n i m u mr e c e i v es n r u s i n gm i n k o w s k i si n e q u a l i t y , t w ol o w e rb o u n d s o nt h er e s u l t e ds y s t e mm u t u a li n f o r m a t i o na x ep r e s e n t e d s u b s e q u e n t l y , t w os t a - t i s t i c u la n t e n n as e l e c t i o na l g o r i t h m si nt e r m so fm u t u a li n f o r m a t i o nm a x i m i z a t i o n a r ed e r i v e db ye m p l o y i n gt h e s el o w e rb o u n d s m o t i v a t e db ym i n i m i z i n gb e r ，a s e l e c t i o na l g o r i t h mf o rz e r of o r c i n g ( z f ) r e c e i v e ri sp r o p o s e db yu s i n gw e y l st h e - 英文摘要 o r e m m o n t ec a r l os i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tt h es c k b a s e da l g o r i t h m sw h i c h d r a m a t i c a l l yd e c r e a s e st h ec o m p l e x i t yc a na c h i e v eb e t t e rp e r f o r m a n c e s k e y w o r d s ：m i m o ，e r g o d i cc a p a c i t y , a d a p t i v et r a n s m i s s i o n ，q u a d r a t i cf o r mi n c o m p l e xg a u s s i a nm a t r i c e s ，c o m p l e xn o n c e n t r a lw i s h a r tm a t r i c e s ，m u l t i c h a n n e l b e a m f o r m i n g ，m r c ，s v d ，a n t e n n as e l e c t i o n v 符号说明 ( ) ( ) ( ) 固 m i n ( x ，可) m a x ( x ，) h 符号说明 矩阵或矢量的共轭转置 矩阵或矢量的转置 矢量或标量的共轭 k r o n e c k e r 乘积 取茁，可中较小的数 取茁，掣中较大的数 不大于z 的最大整数 标量z 的绝对值 茁虬i i x l l向量2 或者矩阵x 的f r o b e n i u s 范数 e ) 【a l 。 t r ( a ) 统计平均 矩阵a 第m 行第n y u 对应的元素 矩阵a 的迹 d e t ( a ) ，l a l 矩阵的a 行列式 m 。 i n 0 m x d i a g ( x ) d i a g ( x ) 向量茁第m 个元素 n n 单位矩阵 m n 零矩阵 求以向量z 为对角线元素的对角矩阵 求矩阵x 对角线元素组成的向量 v l l 东南大学博士学位论文 c h ( s z ，仃2 )均值为p ，方差为盯2 的循环对称复高斯分布 ( p ，盯2 ) c 均值为“，方差为盯2 的实高斯分布 复数域 v 1 1 1 英文缩略语表 3 g 4 g p 酮g r b 3 g b e r b l a s t b w a c p c c i c d f c s i 英文缩略语表 3 r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m s 4 t hg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m s a d d i t i v e 纬西i r eg a u e s i a nn o i s e b e y o n d3 r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m s b i te l l o rr a t e b e l ll a b o r a t o r i e sl a y e r e ds p a c et i m e b r o b b e dw i r e l e s sa c c e s s c y c l i cp r e f i x c o c h a n n e li n t e r f e r e n c e c u m u l a t i v ed i s t r i b u t i o nf u n c t i o n c h a n n e ls t a t ei n f o r m a t i o n d b l a s t d i a g o n a lb l a s t d f t e c k f d d f f t f l i l t u r e i c i i d m a i i d i s i l m m s e d i s c r e t ef o u r i e rt r a r t s f o r i l l e x a c tc h a n n e lk n o w l e d g e f r e q u e n c yd i v i s i o nd u p l e x f u t u r et e d l n o l o 西e sf o ru n i v e r s a lr a d i oe n v i r o n m e n t i n t e r c a r t i e ri n t e r f e r e n c e i n t e r l e a v e - d i v i s i o nm u l t i p l e - a c c e s s i n d e p e n d e n ta n di d e n t i c a l l yd i s t r i b u t e d i n t e r s y m b o li n t e r f e r e n c e l i n e a rm i n i m a lm e a ns q u a r ee r r o r l o s m b l u t m f m i m o m i s o m l m m s e m r c m s e p d f o f d m 0 s i c q o s r f l i n eo fs i g h t m u l t i c h a n n e lb e a m f o r m i n g l o o ku pt a b l e m a t c h e df i l t e r m u l t i p l ei n p u tm u l t i p l eo u t p u t m u l t i p l ei n p u ts i n g l eo u t p u e m a x i m u ml i k e l i h o o d m i n i m u mm e a n - s q u a r ee r r o r m a x i m u mr a t i oc o m b i n i n g m e a n - s q u a r ee r r o r p r o b a b i l i t yd e n s i t yf u n c t i o n o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g o r d e r e ds i c q u a l i t yo fs e r v i c e r , a d i of r e q u e n c y s c f d e s i n g l e - c a r r i e rf r e q u e n c yd o m a i ne q u a l i z a t i o n s d m a s i c s i s 0 s i m 0 s m s c b t s c k s e r s i n r s p a c ed i v i s i o nm u l t i p l ea c c e s s s u c c e s s i v ei n t e r f e r e n c ec a n c e l l a t i o n s i n g l ei n p u ts i n g l eo u t p u t s i n g l ei n p u tm u l t i p l eo u t p u t s p a t i a lm u l t i p l e x i n g s i n g l e - c a r r i e rb l o c kt r a n s m i s s i o n s t a t i s t i c a lc h a n n e lk n o w l e d g e s y m b o le r r o rr a t e s i g n a lt oi n t e r f e r e n c ea n dn o i s er a t i o x 英文缩略语表 s t b c s t t c s n r s t c s v d t d d s p a c e t i m eb l o c kc o d e s p a c e t i m et r e l l i sc o d e s i g n a ln o i s er a t e s p a c e - t i m ec o d i n g s i n g u l a rv a l u ed e c o m p o s i t i o n t i m ed i v i s i o nd u p l e x v - b l a s tv e r t i c a lb l a s t w l a n w i r e l e s sl o c a la r e an e t w o r k z m c s c gz e r om e a nc i r c u l a r l ys y m m e t r i cc o m p l e xg a u s s i a n z fz e r of o r c i n g z pz e r op a d d e d ) ( 1 插图目录 插图目录 2 14 4 非相关r a n k - 1 莱斯衰落m i m o 信道的遍历容量界与m o n t e c a r l o t 真结果的比较，k = 1 0 3 0 2 2 不同天线配置下，非相关r a n k - 1 莱斯衰落m i m o 信道的遍历容量 上界与m o n t ec a r l o 仿真结果的比较，k = 1 0 3 l 2 - 3 不同r i c e a nk 因子下4 4 非相关r a n k - 1 莱新衰落m i m 0 信道的遍 历容量界与m o n t ec a r l o 仿真结果的比较，p = 1 5 d b 3 1 2 - 4 不同相关系数6 凡下，4x4 接收相关r a n k - 1 莱斯衰落m i m o 信道的 遍历容量界与m o n t ec a r l o t ，真结果的比较，k = 1 0 ，p = l o d b 3 2 2 - 54x4 半相关r a n k - 1 莱斯衰落m i m o 信道的遍历容量界与m o n t e c a r l o 仿真结果的比较，k = 1 0 ，西= 0 7 ，赡= 0 2 3 2 2 - 6 4 4 发送一接收联合相关r a n k - 1 莱斯衰落m i m o 信道的遍历容量界 与m o n t ec a r l o 仿真结果的比较，k = 1 0 ，妨= 0 7 ，靠= 0 2 3 3 l 不同全相关瑞利衰落下m i m om r c 系统的s e r 性能比较，8 p s k 调制4 l 3 - 2 不同全相关瑞利衰落下3 3 m i m om r c 系统中断概率的比 较，彳一0 d b 4 1 4 - 13x5 莱斯m i m 0 信道有序奇异值的c d f ，k = 1 0 d b 5 6 4 - 2 r a n k - 1 和r a n k - 3 的3 5 莱斯m i m o 信道最小奇异值在不同r i c e a n k 因子下的c d f 与瑞利信道最小奇异值的c d f 的比较5 6 4 - 33 5 m bm i m o 系统在不相关莱斯衰落信道( r a n k - 3 ) 下准确理论 解，高s n r 近似及数值仿真的s e r 之问的比较，k = 0 d b 5 7 垂43 5 m bm i m o 系统在不相关莱斯衰落信道( r a n k - 3 ) t 选择不同子 信道集时系统的平均s e r ，k = 0 d b ，频谱利用率为3b i t s s h z 5 7 事5 不同r i c e a l lk 因子下，3 5 的m l m o - m r c 系统在r a n k - 3 莱斯信道 下的中断概率，p = 0 d b 5 8 5 - 1 予信道b e r 性能的高s i n r 近似( 孓2 3 ) 式和m o n t ec a r l o 仿真结 果的比较，坼一2 ，n r = 2 ，k = 2 ，( 口。2 ，p ( d ) ) = ( 0 0 5 ，o 9 8 ) ，4 q a m 7 4 5 - 2 子信道中断概率的岛s i n r 近似( 5 - 4 0 ) 式和m o n t ec a r l o 仿真结果的 比较，蜥= 2 - r = 2 ，k = 2 ，( ，p ( d ) ) = ( 0 0 5 ，0 9 8 ) ，e = 2 。7 5 x v i j 东南大学博士学位论文 5 - 3 平均b e r l 降能的( 5 - 2 6 ) 式，( 5 - 2 9 ) 式以及( 5 5 0 ) 式与m o n t ec a r l o 仿 真结果的比较，蜥= 8 ，n n = 4 ，k = 6 ，2 ，( d ) ) ( o 1 ) ，( 0 ，0 9 8 ) ，( o 1 5 ，0 9 8 ) ，4 q a m 。，7 5 5 4 平均中断概率性能的( 5 4 3 ) 式，( 5 - 4 4 ) 式以及( 5 5 a ) 式与m o n t e c a r l o 仿真结果的比较，= 8 ，n n = 4 ，k = 3 ，e = 2 ( 口：，p ( d ) ) ( o ，1 ) ，( 0 ，o 9 8 ) ，( o 1 5 ，o 9 8 ) ) ，7 6 5 - 5r i c e a nk 因子对平均b e r 性能的影响，坼= 8 ，五= 4 ，k 1 ，1 5 ，( 噶2 ，_ p ( d ) ) ( o 0 1 ，o 9 s ) ，( o 1 ，o 9 8 ) 。7 6 5 - 6r i c e a nk 因子对平均中断概率的影响，n r = 8 ，丑= 4 ，k 1 ，1 5 ，( 吒2 ，p ( 回) = ( o 0 1 ，o 9 5 ) 7 7 5 _ 7 秩q 对平均b e r 的影响，n r 4 ，8 ，n r 一4 ，k = 2 ，( 2 ，p ( d ) ) = ( o 0 5 ，o 9 8 ) ，1 6 q a m 。7 7 孓8 秩q 对平均中断概率的影响，坼 4 ，8 ) ， = 4 ，k = 2 ，e = 2 ，( ，p ( d ) ) = ( o 0 5 ，o 9 8 ) 。7 8 6 - 1 环境自适应的m i m o 单载波块传输系统8 2 6 - 2 四个发送天线下虚空跳转的实例：( 8 ) j = 1 ，( b ) n s = 2 ，( c ) n s = 3 ，( d ) n s = 4 8 6 6 - 3 空间不相关m i m o 信道的可达速率，钉= 3 k m h 9 0 6 - 4 空阀不相关m i m o 信道的可达速率，移= 1 2 0 k m h 9 0 6 - 5 空间不相关m i m o 信道的可达速率，口= 2 5 0 k m h 9 1 6 - 6 空间相关m i m o 信道的可达速率，u = 3 k m h 9 1 6 - 7 空问相关m i m o 信道的可达速率，t i = 1 2 0 k m h 9 2 6 - 8 空间相关m i m o 信道的可达速率， = 2 5 0 k m h 9 2 6 - 9 外场测试地图9 3 6 - 1 0 基站对1 2 2 号位置自适应后吞吐量的实测结果9 4 6 一1 1m i m 0 天线选择系统的示意图9 4 6 - 1 2 全相关瑞利衰落m l m o 信道互信息量的下界与m o n t ec a r l o 仿真结 果的比较，z = 3 ，q = 4 ，p = 1 0 d b 9 8 6 - 1 3 不同天线子集的1 0 中断容量的比较9 8 6 1 4 相关瑞利衰落m i m o 信道下天线选择算法的性能比较，频谱吞吐 率为6 b i t s s h z 9 9 表格目录 表格目录 孓l 不同天线配置、不同秩的信道均值矩阵的奇异值7 9 6 - l 环境自适应m i m o 系统的仿真参数8 9 东南大学学位论文独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何 贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名：垒墨e t 期：研究生签名：茎! 垒期： 加7 夕，口 东南大学学位论文使用授权声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学 位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外， 允许论文被查阅和借阅，可以公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文 的公布( 包括刊登) 授权东南大学研究生院办理。