多媒体业务；
多天线技术的产生：
– 可以显著增加一个无线通信系统的频谱利用率； – 可以获得分集增益来补偿无线信道传输中的衰落效应； – 可以兼容信道编码来进一步提高系统性能。
课题背景
课题背景
课题背景
课题背景
MIMO技术的应用：
–3G UMTS （Optional）：3GPP WCDMA， GSM/EDGE;
仿真结果－MIMO 信道容量（不同发射接收天线数量对比）
存在的难点
多天线系统的容量并不总是随着天线数目的增加而增 加，有一些条件限制了系统容量的增加，比如：多天 线信道要求的环境必需为富散射（rich finite scatterers）环境；多天线信道矩阵的秩（rank）， 也可以说是可分解为相互对立的子信道的数目，需随 着天线数目的增加而增加才能使得天线数目的增加会 带来系统容量的增加。
开展课题的步骤与方法
查找相关领域已有的研究：
查询渠道：IEEE Explore 网站，Journal 及 conference的文章均能查到；INSPEC数据库，其他 数据库。。。
关于多天线蜂窝系统容量的研究文献查询结果：
– 文献[1-3]指出多天线蜂窝系统的容量主要被同频干扰（CCI） 所限制，这些分析都基于平坦Rayleigh衰落信道；
由于在多天线系统的接收端一根接收天线上收到的是 发射端多跟发射天线传输的信号，因此如何更好地分 离这些信号也是提高多天线系统性能地关键。
开展课题的步骤与方法
查找相关领域已有的研究 确定自己的研究方向 理论分析、算法设计 仿真结果验证
– 仿真软件：MATLAB，C语言
得出结论，确定下一步研究重点
–Wireless LAN: IEEE 802.11 and HIPERLAN/2; –WIMAX: IEEE 802.16; –Strong candidate for 4G along with OFDM.
课题背景
多天线(MIMO)技术的产生
信源
Output Signal
输出
信源编码 信源解码
MIMO)
多接收天线
无线信道
信道解码
数字解调
课题背景
MIMO 技术的产生—经典文献：
– E.Telatar, “Capacity of multi-antenna Gaussian channels”, European Transactions on Telecommunications, vol.10, pp.585-598, Nov.1999.
– 文献[4]研究了相关信道下的多天线蜂窝系统容量； – 但以上这些分析都基于信息论理论上的分析。 – 多天线检测技术还由提升空间，有很多文章提出了很多提高
系统性能的算法。
目前的结论及发展方向
实际仿真得到的蜂窝系统容量比信息论理论上 的蜂窝系统容量要低得多（提升空间）
提出的几种功率控制算法可以显著的提高多天 线系统的性能，进而可以提高多天线蜂窝系统 的系统容量
– G.J.Foschini and M.I.Gans, “On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas”, Wireless Personal Communications, vol.6, pp.311-335, Mar.1998.
MIMO 信道容量
SVD分解后的等价多天线矩阵:(假设发射天线数多于接收天线数） 分解后的矩阵中子信道个数越多，信道容量越高！
课题背景
MIMO 信道容量
W 为每个子信道的带宽； r 为信道特征值的非负方根的数目；
为信道特征值； P为所有发射天线上总的发射能量； 为附加高斯白噪声的方差。
课题背景
未来通信系统中的 多天线技术
内容介绍
课题概述 课题背景 存在的难点 开展课题的步骤与方法 目前的结论及发展方向
课题概述
题目：无线蜂窝系统中的多天线技术
研究主要内容：多天线蜂窝系统容量，针对多 天线不同发送结构的功率控制技术，多天线 CDMA系统的检测技术。
课题背景
无线通信系统的需求，语音业务 高速的传输速度成为必需； 无线频谱成为越来越稀缺的资源。
课题背景
MIMO 信道容量
r Hx n
MIMO信道模型
H 为信道矩阵，nR nT nR 为发射天线的数量；
nT 为接收天线的数量。
H 的SVD （Singular Value Decomposition）分解
D为
非负对角阵，
U 和 V 分别为
和
matrix）
的酉阵 （unitary
课题背景
多天线的特殊发送结构，如space-time mapping技术可以显著提高多天线CDMA系统 的性能
发展方向：更加实际信道情况下的多天线蜂窝 系统的实际系统容量
附：一些参考文献