两种MIMO系统下行信道容量问题的对比研究.pdf

技术交流 两种MIMO系统下行信道容量问题的对比研究 潘蕾 江西省药品检验检测研究院 摘要：多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput，MIMO)技术能够大大增加系统的信道容量以及提高链路传输信息的品质，然而基站天 线的拓-fl~构对容量的影响也值得关注。本文的主要内容是对比学习分布式和集中式两种 tvllMO系统下行信道容量，并通过MATLAB仿真得 出结论，分布式MIM0系统在提高下行信道容量方面比集中式MIM0系统具有更大的优越性。 关薯调：分布式MIMO 集中式MIM0 信道容量 由于人们生活水平的逐渐提高以及通信技术的高速发展，现有 ， 同时移动台自身相邻天线之间和天线端U1内也相邻的天线之间的 通信系统的容量早已无法满足用户高速率、及时和高稳定性的通信 相关系数两者保持相同。在这样的仿真环境下，(4，2，2)分布式 需求。多输入多输出 (MultipleInputMu1dpkOutput，MIMO)技术的 MIMO系统和(4，1，4)集中式MIMO系统的信道容量之间的对比如 优点在于可以同时接收和发送多路信号，达到增大系统容量和传输 下图 1所示 。 速率的目的，又也能够增加信道的安全性，降低信息传输时的误码率。 系统的信道容量是反映通信系统品质的一个重要指标，体现了通信 系统能进行无错误传送的最大信息率。根据基站天线是集中摆放还 是地理位置分散摆放，MIMO系统又可以分为集中式MIMO通信系 统和分布式 MIMO通信系统。 分布式MIMO系统与集中式MIMO系统相对比而言，它因为 天线密度的增加，减少了移动终端的发射功率，同时减少了天线相 关性的影响，使分布式MIMO系统可以增大更多的信道容量，又因 为天线分布方式的不同，也增加了天线覆盖程度。同时以后的通信 系统中的载频会逐渐增加高，这样就导致会加速信号传输时衰减的 速度，分布式MIMO系统在近距离的优点也会具有一定的技术优势。 所以，无论是从科技发展还是日常生活的角度考虑，对其都有着积 圈 1分布式MIM0系统 (DMS)和集 中式 MIMO系统 (CMS)信 极的研究意义。然而分布式MIMO系统进行基站天线配置的时候 ， 道喜量对比 因为远端天线单元需要分散分布，摆放起来会比较的麻烦，特别是 从图1可以看出，在保持天线总数不改变的前提下，分布式 在天线单位比较多的情况下。 MIMO系统与集中式MLMO系统相比较，在相同的信噪比情况下 早在二十世纪初期马可尼就已经提出用MIMO技术来对抗衰 可以得到更大的信道容量。原因在于集中式MIMO系统的接收天线 落，并且效果十分显著。在上个世纪七十年代有人把MIMO技术和 端由于自身系统的特性天线分布在各个不同的地理位置，比集中式 通信联系在了一起，但是真正意义上让MIMO技术进入并成为通 MIMO系统获取了更大量的宏分集增益，这就是造成了明显增大信 信领域主要技术的是上世纪九十年代 由ATT贝尔实验室的专家们 道的容量的原因。男一角度也表明分布式式MIMO系统的多天线分 实现的。而结合MIMO技术和分布式天线系统两者优点的分布式 布与集中式的不同，它在各个位置都存在，使得移动台到基站天线之 MIMO系统，经过研究表明其优于传统的集 中式 MIMO系统，也成 间的距离长度大大减小， 为了关注的热点，同时为该系统的相关技术的研究奠定了基础。有 引起的情况，同时节约了移动台自身的发射功率，增加了系统效率。 学者从不同的角度出发来证实分布式MIMO系统的优势所在。从信 息论的角度有人证明了分布式MIMO系统比集中式MIMO系统提