TDD-MIMO系統(tǒng)中信道互易性研究.pdf

1、在頻譜資源日益稀缺的今天，現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)越來越傾向于采用越來越復(fù)雜的多輸入多輸出（MIMO）方案，通過空間維度的增益來提高系統(tǒng)性能。對(duì)于MIMO系統(tǒng)來說，發(fā)送端知道準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息（CSI），它對(duì)系統(tǒng)利用信道條件提高空間增益尤為重要，而時(shí)分雙工（TDD）系統(tǒng)可以利用其信道互易性使得發(fā)送端容易地獲得CSI。
　　因?yàn)槭艿缴漕l增益不對(duì)稱等因素的影響，實(shí)際TDD系統(tǒng)中估計(jì)信道并不完全互易。為了保證發(fā)送端獲得準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息，需要對(duì)

2、信道不互易的情況進(jìn)行校準(zhǔn)，恢復(fù)信道互易性。本文首先分析了TDD系統(tǒng)中影響信道互易性的幾個(gè)主要因素：射頻增益不對(duì)稱、信道估計(jì)誤差、信道時(shí)變特性和上下行干擾不對(duì)稱，著重分析射頻電路帶來的射頻增益不對(duì)稱。在假設(shè)其它因素理想的情況下建立射頻增益導(dǎo)致信道非互易模型，分析并推導(dǎo)了信道非互易不校準(zhǔn)時(shí)系統(tǒng)的容量公式。然后，根據(jù)建立的模型通過公式推導(dǎo)，提出兩種相應(yīng)的校準(zhǔn)方法：基于射頻增益矩陣的校準(zhǔn)方法和基于信道估計(jì)矩陣的校準(zhǔn)方法。由于射頻增益矩陣不易獲得

3、，本文重點(diǎn)研究了第二種校準(zhǔn)方法，并為此提出三種計(jì)算方案：一步計(jì)算方案、二步計(jì)算方案和迭代計(jì)算方案。最后不僅對(duì)發(fā)送端在各種CSI條件下系統(tǒng)容量進(jìn)行了仿真，特別是對(duì)射頻增益不對(duì)稱造成的系統(tǒng)容量損失進(jìn)行了仿真，還對(duì)提出的兩種校準(zhǔn)方法和三種計(jì)算方案進(jìn)行了詳細(xì)仿真。
　　仿真結(jié)果表明，射頻增益的不對(duì)稱會(huì)嚴(yán)重影響信道互易性，造成系統(tǒng)性能的降低，而兩種校準(zhǔn)方法都能很好地恢復(fù)信道互易性，提升系統(tǒng)容量。三種計(jì)算方案恢復(fù)信道互易性的效果有所差別，計(jì)算