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），它對系統(tǒng)利用信道條件提高空間增益尤為重要，而時分雙工（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。
　　因為受到射頻增益不對稱等因素的影響，實際TDD系統(tǒng)中估計信道并不完全互易。為了保證發(fā)送端獲得準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息，需要對

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主要因素：射頻增益不對稱、信道估計誤差、信道時變特性和上下行干擾不對稱，著重分析射頻電路帶來的射頻增益不對稱。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，并為此提出三種計算方案：一步計算方案、二步計算方案和迭代計算方案。最后不僅對發(fā)送端在各種CSI條件下系統(tǒng)容量進(jìn)行了仿真，特別是對射頻增益不對稱造成的系統(tǒng)容量損失進(jìn)行了仿真，還對提出的兩種校準(zhǔn)方法和三種計算方案進(jìn)行了詳細(xì)仿真。
　　仿真結(jié)果表明，射頻增益的不對稱會嚴(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。三種計算方案恢復(fù)信道互易性的效果有所差別，計算