第四章-无线信道的信道容量PPT课件VIP

.1，第4章无线信道的信道容量，4.1AWGN信道容量4.2平坦衰落信道的容量4.2.1信道和系统型号4.2.2信道分布信息已知4.2.3接收器已知CSI4.2.4收发器两端已知CSI4.2.5接收分集的信道容量4.2.6容量比较4.3频率可选衰落信道的容量4，第2、4章无线信道的信道容量，4.1AWGN首先介绍了熟悉的时间不变可加性高斯白噪声信道的容量公式，然后研究了时变衰落信道的容量。离散时间相加高斯白噪声信道：yi=xi ni。假设通道带宽为b，接收信号功率为p。接收信噪比被定义为xi除以ni的功率的常数。白噪声的单边功率谱密度是。AWGN通道的容量由著名的香农公式给出：第3、4章无线通道的通道容量、4.2平面衰落通道的容量、4.2.1通道和系统型号、编码器、解码器、发报机、接收器、通道、w、Xi、瞬时接收信噪比为，平均值为。因为是常数，所以gi的分布决定了的分布。第4、4章无线信道的信道容量、4.2平坦衰落信道的容量、4.2.1信道和系统型号、信道容量根据从发送方和接收方了解gi的概述，分为以下三种：(1)信道分发信息CDI知道发送方和接收方都知道的gi的分布。(2)接收方已知的CSI:接收方在时间上知道I的g值，发送方和接收方都知道gi的分布。(3)发送方和接收方都称为CSI。发射器和接收端都知道I的g值和gi在时间上的分布。瞬时信噪比是gi和常数的乘积，因此知道gi的CSI或CDI等于知道的CSI和CDI。第5、4章无线信道的信道容量、4.2.2信道部门信息已知(CDI已知)、CDI已知时可达到容量的输入分布问题可以独立地通过相同分布的瑞利衰落信道、第二个通过有限状态马尔可夫(FSMC)信道解决。在独立均匀分布的瑞利衰落信道中，功率增益遵循指数分布，用于不同的信道。通道增益独立变化。特定分布函数及其信道容量没有闭合解，只能通过数值方法获得。FSMC的容量取决于所有过去输入和输出条件下通道的极限分布，可以通过迭代方法获得。与独立的相同分布瑞利衰落一样，对于FSMC等简单分布，通道容量分析也非常复杂。如果CDI知道，则很难找到渠道容量分析和相应的设计思路。第6，4章无线信道的信道容量，4.2.3接收器称为CSI，此时有两种信道容量的定义。一种是香农容量，也称为遍历容量，另一种是中断容量，这两种容量对实际系统设计至关重要。1、Shannon容量Shannon容量定义为最大数据传输速率，该速率可以随机降低位错误率。对于给定平均功率限制的接收方已知的CSI衰落信道，Shannon容量如下：在相同的平均信噪比下，接收方已知的CSI的香农容量小于AWGN信道容量。这意味着，只需淡入接收方已知的CSI，容量就会减少。第7、4章无线信道的信道容量，4.2.3接收方定义为具有CSI、2、中断的容量带中断容量，其中信道在中断速度下能够传输的最大恒定传输速率。带外容量允许在拆分过程中错误地将传输的位转换为特定的概率。发射机确认最小接收信噪比，在此信噪比下确定速度，然后在所有突发中以此速度传输。接收的瞬时信噪比大于或等于，可以正确解码。如果接收的信噪比小，则无法将突发中的所有数据位转换为接近1的概率，表明接收器发生了一次中断。中断发生的概率是。所有突发中正确传输的概率，因此平均正确接收的数据传输速率是。第8，4章无线信道的信道容量，4.2.4接收两端已通知CSI，瞬时传输功率限制为平均功率：编码器，信道估计，发报机，接收器，信道，w，xShannon容量，第9、4章无线通道的通道容量，4.2.4接收两端已知的CSI，多路复用情况：根据约束将Shannon容量最大化的最佳配电方法是时间区域的注水设备控制。根据自下而上式，通道容量公式为，10，第4章无线信道的信道容量，4.2.4接收两端已知CSI，有两种好的传输方法：零中断容量和信道反转、中断容量、截止信道反转等。零中断容量和信道反向(zero interrupt capacity and channel reverse)(依赖发送端已知的CSI，使接收端保持一定的接收功率)称为信道反向。信道反转后衰落信道的容量是具有信噪比的AWGN信道的容量，其优点是无论信道的状态如何，都能以固定速度传输。在所有通道状态下，波特率都不会更改，因此传输过程不会中断，因此自下而上容量也称为无中断容量。中断容量和截断型通道反转、衰落通道的零中断容量大于香农容量的原因是在所有衰落状态下保持恒定的波特率。尤其是在恶劣的通道状态下停止数据传输，可以在无中断状态下提高传输速度，从而显着增加容量。中断容量定义为未中断的概率和可在不中断状态下保持的最大传输速率的乘积，可以通过切断通道反转的电源控制方案实现。中断容量为：11，第4章无线信道的信道容量、4.2.5接收分集的信道容量、接收分集是无线通信著名的抗衰落技术。可以减少由于衰退而引起的通道波动，以使通道接近AWGN。第7章详细说明。与4.2.6容量相比，如果收发器被称为CSI，则基于通道容量的差异很小，只有接收方知道的基于CSI的通道容量的差异很小。发送和接收两端都有已知的CSI，但无功控制的容量与接收端已知的CSI的容量基础相同，因此，只要自适应根据信道调整传输速率，就几乎可以忽略功率的增加量。此外，与发射器了解的CSI通道容量相比，获得CSI基本上不会增加容量。在严重衰落的情况下，最大中断容量比Shannon容量损失1-5db，而零中断容量比Shannon容量损失巨大。但是，中断容量、无中断容量和Shannon容量差异在3dB内，与AWGN通道的差异在4dB内。这种差异在衰退消失后会进一步缩小。12，第4章可以假定无线信道的信道容量，4.3频率可选衰落信道的容量，对于时变信道，H(f)通常是接收端和发送端都知道的。首先，假定频率响应H(f)是块衰落，因此整个频带可以划分为带宽为b的许多子信道，这是在功率限制的限制下分配给该信道的功率。通道容量在最佳接收分配后所有子通道的速度总和：4.3.1保持不变。其中容量类似于最佳功率分配和最佳功率分配和衰落信道。但是，在这里，功率和速度分配是沿着频域以规定的方式进行的，但是在平坦衰落信道中，功率和速度的分配是在时间区域中以概率形式进行的，并且通过以下注水方法控制分配：获取通道容量：第13，4章无线信道的信道容量，时变频率可选衰落信道的模型类似于随时间变化，但将H(f)替换为H(f，I)意味着信道随频率和时间变化。如果收发器知道CSI，则最佳适应方案应考虑(a)通道对传输的符号序列的影响，以及(b)这些符号序列的inter-code干扰(ISI)对后续传输的影响。假设将带宽为b的通道从一致带宽分