空間相關(guān)信道下基于能效的MIMO傳輸分集模式選擇.pdf

1、隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，人們對(duì)于高速數(shù)據(jù)通信的需求越來越大。與此同時(shí)，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，移動(dòng)終端和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量都呈指數(shù)增長。然而無線通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展帶來了無線通信產(chǎn)業(yè)的能耗問題。無線通信系統(tǒng)工作時(shí)產(chǎn)生的CO2排放量占了整個(gè)工業(yè)CO2排放量很大的比重，并且每年都在高速增長。這將會(huì)嚴(yán)重影響我們賴以生存的生態(tài)環(huán)境，因此無線通信系統(tǒng)能耗產(chǎn)生的生態(tài)問題越來越得到重視。同時(shí)通信產(chǎn)業(yè)的能耗問題不僅僅是生態(tài)問題，而且是經(jīng)濟(jì)成本問題。每年

2、各大無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商都需要花費(fèi)很大的支出用于解決無線通信基站的能耗問題。因此，研究如何降低通信系統(tǒng)的能耗，設(shè)計(jì)更加高能效的系統(tǒng)具有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義，并且迫在眉睫。
　　MIMO技術(shù)作為3G和4G中的主要技術(shù)被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)的無線通信系統(tǒng)中。MIMO技術(shù)使用多天線發(fā)送和接收，能夠極大降低系統(tǒng)的中斷概率、提高系統(tǒng)的傳輸速率。但是多天線處于工作時(shí)，每根天線都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電路功耗，這會(huì)導(dǎo)致MIMO系統(tǒng)產(chǎn)生很大的能耗。這與我們追求高效、綠

3、色通信的目標(biāo)背道而馳。所以如何減少M(fèi)IMO系統(tǒng)的系統(tǒng)能耗成為了研究熱點(diǎn)。至今，MIMO的能效問題已經(jīng)有了一些研究結(jié)果。這些研究基本上都是從硬件、網(wǎng)絡(luò)層、鏈路層三個(gè)方向的研究。但是MIMO系統(tǒng)能效問題的研究并不完善，還有很多問題一直在被研究。例如鏈路層方向的研究很多都沒有考慮空間相關(guān)性、有些研究只考慮了MISO場(chǎng)景卻沒有考慮MIMO場(chǎng)景。因此本文我們研究了空間相關(guān)MIMO分集系統(tǒng)下的模式選擇問題。希望通過傳輸方式和發(fā)送接收天線數(shù)的選擇使M

4、IMO系統(tǒng)工作在最低能耗狀態(tài)下。
　　本文的研究思路是首先計(jì)算不同傳輸方式下的系統(tǒng)能耗，分析不同傳輸方式下系統(tǒng)能耗的特性，然后提出模式選擇策略。主要研究?jī)?nèi)容和貢獻(xiàn)如下:
　　空間相關(guān)信道下基于能效的MISO分集系統(tǒng)模式選擇:MISO傳輸系統(tǒng)是現(xiàn)實(shí)通信中的一個(gè)很普遍的系統(tǒng)，移動(dòng)終端由于處理能力只采用單天線接收數(shù)據(jù)。發(fā)送端即基站采用多天線發(fā)送數(shù)據(jù)，并可以使用發(fā)送天線選擇和波束賦形兩種分集發(fā)送方式。我們?cè)O(shè)定發(fā)送端和接收端都已知完美

5、信道狀態(tài)信息。我們通過理論推導(dǎo)得到了發(fā)送天線選擇系統(tǒng)和波束賦形系統(tǒng)的系統(tǒng)能耗表達(dá)式。并根據(jù)不同系統(tǒng)的能耗公式特性，我們提出了一種空間相關(guān)MISO場(chǎng)景下基于能效的模式選擇策略。最后仿真中我們展示了空間相關(guān)性對(duì)于能效的影響以及我們提出的模式選擇策略的優(yōu)勢(shì)。
　　空間相關(guān)信道下基于能效的MIMO分集系統(tǒng)模式選擇:MIMO系統(tǒng)相比于MISO系統(tǒng)更加復(fù)雜，在接收端可以采用多天線。同時(shí)接收端可以采用接收天線選擇和最大合并比接收兩種分集接收方式