11毕业论文：无线通信基础

另方面，高信噪比时的中断容量还受益于自由度增益，要简洁地刻画其特征更加困难，此问题留到第章再分析。

虽然采用结构可以实现快衰落信道的容量，但该结构对于慢衰落信道则是严格次最优的，实际上，它甚至还没有实现信道期望的满分集增益。

为了说明这问题，考虑通过发射天线直接发送数据流，在这种情况下，各数据流的分集仅限于接收分集，为了从信道中获取满分集，须对发射天线进行编码。

将发射天线编码与结合起来的种修正结构不仅能够从信道中获取满分集，而且其性能还接近于中断容量。

结构首先考虑时不变信道当发射机已知信道矩阵时，有节可知，最优策略是在的特征矢量的方向上发射数据流，即在由矩阵定义的坐标系统中发射，该坐标系统与信道有关。

考虑到要处理发射机未知信道矩阵时的衰落信道，归纳出入如下图所示的结构，图中个的数据流在由酉矩阵确定的任意坐标系统中进行多路复用，该酉矩阵未必与而且其性能还接近于中断容量。

结构首先考虑时不变信道当发射机已知信道矩阵时，有节可知，最优策略是在的特征矢量的方向上发射数据流，即在由矩送数据流，在这种情况下，各数据流的分集仅限于接收分集，为了从信道中获取满分集，须对发射天线进行编码。

将发射天线编码与结合起来的种修正结构不仅能够从信道中获取满分集，到第章再分析。

虽然采用结构可以实现快衰落信道的容量，但该结构对于慢衰落信道则是严格次最优的，实际上，它甚至还没有实现信道期望的满分集增益。

为了说明这问题，考虑通过发射天线直接发的中断容量来表征。

在低信噪比时，个时刻利用副发射天线就可以获取中断容量，实现满分集增益和功率增益。

另方面，高信噪比时的中断容量还受益于自由度增益，要简洁地刻画其特征更加困难，此问题留机结构，虽然可以支持信道全部自由度的接收机结构有若干种，其中的种特殊结构是合并使用最小均方误差估计与串行干扰消除，即接收机可以获取容量。

慢衰落信道的性能可以通过中断概率和相应道，那么必须事先固定数据流被多路复用所选取的坐标系统。

连同联合译码，这种发射机结构实现了快衰落信道的容量，在文献中也将改结构称为结构。

节讨论比数据流的联合最大似然译码更简单的接收。

利用确定性时不变信道的容量获取收发信机，其结构比较简单在适当的坐标系统中对数据流进行多路复用，接收机将接收矢量变换到另个适当的坐标系统中，分别对不同的数据流进行译码。

如果发射机未知信，这是接收波束成形功率增益。

在所有信噪比时，容量与呈线性比例关系，这是由于功率增益与自由度增益合并造成的。

此外，如果发射机也能够跟踪信道，那么还存在发射波束成形增益以及机会通信增益明在高信噪比时，同分布瑞利快衰落信道的容量有确定，其中为发射天线数与接收天线数的最小值，这是自由度增益。

在低信噪比时，容量近似为称为相位阵列天线。

容量与多路复用结构本章研究衰落信道的容量，讨论能够从信道中提取所期望的多路复用增益的收发信机结构，特别是集中研究发射机未知信道的情况。

在快衰落信道中，可以证波束成形，对不同的时延进行调整，从而使天线的接收信号能够进行相长合并，得到倍的功率增益，所获取的容量为于是，信道提供了功率增益，但没有提供自由度增益。

在介绍视距信道时，有时将接收天线阵列图，为即有相对时延引起的相位差为的连续天线处的接收信号。

为了符号表示方便，定义为方向余弦上的单位空间特征图。

最佳接收机只是将有噪声接收信号投影到该信号方向上，也就是最大比合并或接收阶并行的，并且其中，为从发射天线到第副接收天线之间的距离，为视距路径到接收天线阵列的入射角，为在视距方向上接收天线相对于接受天线的位移。

并且通常被称为相对于接收天线阵列的方向余弦。

因此，空间特征为接受矢量。

有时将信道增益矢量，称为信号方向或由发射信号在接收天线阵列上感应出的空间特征图。

由于发射机与接收机之间的距离远大于接收天线阵列的尺寸，所以从发射天线到各接收天线的路径为光速，为路径衰减，假定路径衰减对所有天线对都相同。

设，其中为传输带宽，则可得基带信道增益为其中，为载波频率。

信道可以写成。

其中，为发射码元，为噪声，化接受天线间隔，即归化为载波波长的单位，天线阵列的尺寸比发射机与接收机之间的距离小得多。

发射天线与第副接受天线之间信道的连续时间冲激响应为其中，为发射天线与第副接受天线之间的距离，为光化接受天线间隔，即归化为载波波长的单位，天线阵列的尺寸比发射机与接收机之间的距离小得多。

发射天线与第副接受天线之间信道的连续时间冲激响应为其中，为发射天线与第副接受天线之间的距离，为光速，为路径衰减，假定路径衰减对所有天线对都相同。

设，其中为传输带宽，则可得基带信道增益为其中，为载波频率。

信道可以写成。

其中，为发射码元，为噪声，为接受矢量。

有时将信道增益矢量，称为信号方向或由发射信号在接收天线阵列上感应出的空间特征图。

由于发射机与接收机之间的距离远大于接收天线阵列的尺寸，所以从发射天线到各接收天线的路径为阶并行的，并且其中，为从发射天线到第副接收天线之间的距离，为视距路径到接收天线阵列的入射角，为在视距方向上接收天线相对于接受天线的位移。

并且通常被称为相对于接收天线阵列的方向余弦。

因此，空间特征图，为即有相对时延引起的相位差为的连续天线处的接收信号。

为了符号表示方便，定义为方向余弦上的单位空间特征图。

最佳接收机只是将有噪声接收信号投影到该信号方向上，也就是最大比合并或接收波束成形，对不同的时延进行调整，从而使天线的接收信号能够进行相长合并，得到倍的功率增益，所获取的容量为于是，信道提供了功率增益，但没有提供自由度增益。

在介绍视距信道时，有时将接收天线阵列称为相位阵列天线。

容量与多路复用结构本章研究衰落信道的容量，讨论能够从信道中提取所期望的多路复用增益的收发信机结构，特别是集中研究发射机未知信道的情况。

在快衰落信道中，可以证明在高信噪比时，同分布瑞利快衰落信道的容量有确定，其中为发射天线数与接收天线数的最小值，这是自由度增益。

在低信噪比时，容量近似为，这是接收波束成形功率增益。

在所有信噪比时，容量与呈线性比例关系，这是由于功率增益与自由度增益合并造成的。

此外，如果发射机也能够跟踪信道，那么还存在发射波束成形增益以及机会通信增益。

利用确定性时不变信道的容量获取收发信机，其结构比较简单在适当的坐标系统中对数据流进行多路复用，接收机将接收矢量变换到另个适当的坐标系统中，分别对不同的数据流进行译码。

如果发射机未知信道，那么必须事先固定数据流被多路复用所选取的坐标系统。

连同联合译码，这种发射机结构实现了快衰落信道的容量，在文献中也将改结构称为结构。

节讨论比数据流的联合最大似然译码更简单的接收机结构，虽然可以支持信道全部自由度的接收机结构有若干种，其中的种特殊结构是合并使用最小均方误差估计与串行干扰消除，即接收机可以获取容量。

慢衰落信道的性能可以通过中断概率和相应的中断容量来表征。

在低信噪比时，个时刻利用副发射天线就可以获取中断容量，实现满分集增益和功率增益。

另方面，高信噪比时的中断容量还受益于自由度增益，要简洁地刻画其特征更加困难，此问题留到第章再分析。

虽然采用结构可以实现快衰落信道的容量，但该结构对于慢衰落信道则是严格次最优的，实际上，它甚至还没有实现信道期望的满分集增益。

为了说明这问题，考虑通过发射天线直接发送数据流，在这种情况下，各数据流的分集仅限于接收分集，为了从信道中获取满分集，须对发射天线进行编码。

将发射天线编码与结合起来的种修正结构不仅能够从信道中获取满分集，而且其性能还接近于中断容量。

结构首先考虑时不变信道当发射机已知信道矩阵时，有节可知，最优策略是在的特征矢量的方向上发射数据流，即在由矩阵定义的坐标系统中发射，该坐标系统与信道有关。

考虑到要处理发射机未知信道矩阵时的衰落信道，归纳出入如下图所示的结构，图中个的数据流在由酉矩阵确定的任意坐标系统中进行多路复用，该酉矩阵未必与信道矩阵有关，这就是结构。

对数据流进行联合译码，为第个数据流分配的功率为使得功率之和等于，即发射总功率约束，并利用速率为的容量获取高斯码进行编码，总的速率为几种特殊情况如下如果并且通过注水分配的方式确定功率，则得到如图所示的容量获取结构。

如果，则数据流被发送到不同的发射天线。

下面利用与第章关于球体填充的类似论述，讨论最高可靠通信速率的上界其中，为发射信号的协方差矩阵，是多路复用坐标系和功率分配的函数考虑在长度为的码元时间块内的通信，长度为的接收矢量高概率位于体积与下式成比例的椭圆体内该公式是与并行信道相对应的体积公式的直接推广，并在习题中加以证明。

由于必须考虑到各码字周围为非混叠噪声球空间才能却保可靠通信，所以能够填充的码字的最大数量为比值现在就可以得出结论，可靠通信速率的上界为上式。

采用结构能够达到该上界吗注意到数•，•，