近年來,多入多出MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術(shù)因其優(yōu)越的性能而得到廣泛的關(guān)注,。研究表明,，系統(tǒng)容量會隨接收與發(fā)送端射頻鏈路數(shù)的增加而呈線性增加，但增加射頻鏈路就意味著提升成本,，因此增加系統(tǒng)容量與降低成本間成為一對矛盾,。MIMO技術(shù)能夠很好地解決這對矛盾，它能極大地降低成本卻對系統(tǒng)性能影響很小,。MIMO天線選擇原理描述如下：當(dāng)系統(tǒng)射頻鏈路數(shù)一定時,，在接收端或發(fā)送端或收發(fā)兩端同時進行天線選擇，選擇出性能最佳的若干根天線使得系統(tǒng)總體性能最好,。最優(yōu)算法即全搜索[１-２],，雖然能夠得到最高的系統(tǒng)性能，但該算法的計算復(fù)雜度也非常高,；此外還有遞減算法[３],、 遞增算法[４]等，這些算法都能在大幅減少計算量的同時逼近最優(yōu)算法的性能,。已有的很多文獻討論的算法都是基于接收端[５-６],，所以本文在參考文獻[6]的基礎(chǔ)上將其算法改進后應(yīng)用于發(fā)送端，即從零開始在全部天線陣列中每次都選擇出一根對系統(tǒng)容量貢獻最大的天線[７],，直到選出預(yù)定的天線數(shù)為止,，之后再用這些選擇出來的天線陣列進行傳輸。仿真結(jié)果表明,，在信道容量以及誤碼率[８]方面該算法的性能都非常優(yōu)秀,，大大提高了系統(tǒng)的可靠性。

1 系統(tǒng)模型
    在圖1中,，假設(shè)系統(tǒng)的發(fā)送端有Nt根天線,，接收端有Nr根天線，為最大化系統(tǒng)容量[９-１０],，設(shè)發(fā)射/接收端射頻鏈路數(shù)分別為Lr和Lt,。

4 仿真結(jié)果分析
    為方便分析，將未做天線選擇時的系統(tǒng)性能曲線加入對比,。假設(shè)在Lt=Lr=4固定不變,、Nt=8,、Nr=4的情況下進行仿真，圖2和圖3為三種算法的性能曲線圖,。隨機生成10 000次復(fù)高斯矩陣樣值,，每一矩陣元素都服從均值為0、方差為1的分布,?？梢姳疚乃惴ǖ男阅芊浅＝咏顑?yōu)算法，特別是在低信噪比時可取代最優(yōu)算法,。該算法的系統(tǒng)性能要優(yōu)于基于最大范數(shù)算法的性能,，且信噪比越高優(yōu)勢越明顯；與不做任何選擇的情況相比,，本文算法極大地提高了系統(tǒng)性能,。

    圖4為三種算法下信道容量隨所選擇發(fā)射天線數(shù)的變化曲線。此時,，信噪比為10 dB,，Nt=4，Nr=16,，發(fā)送端射頻鏈路數(shù)Lt始終與所選天線一一對應(yīng),。可見,，隨選擇天線數(shù)的增加,，系統(tǒng)容量也隨之增加,，當(dāng)選擇全部天線傳輸時,，系統(tǒng)容量達到最大。本文算法的結(jié)果非常接近最優(yōu)算法且優(yōu)于最大范數(shù)算法,。
    圖5為遍歷容量的累積概率分布曲線,，其中Nr=4，Nt=8,Lt=4,SNR=10 dB,。由圖可知,，在相同的概率分布下，所提算法的遍歷容量非常接近最優(yōu)算法且優(yōu)于最大范數(shù)算法,。在遍歷容量較小時,，與最大范數(shù)算法和無選擇算法相比，本文算法的概率分布值也較小,，這說明所提算法可以獲得更高的遍歷容量,。

    圖6為Lt=Lr=4時的誤碼率曲線圖，仿真過程中假設(shè)Nt=8,，Nr=4,?？梢姳疚乃崴惴ǖ恼`碼率遠小于最大范數(shù)算法的誤碼率且很接近最優(yōu)算法的誤碼率，在較低信噪比下就可獲得較低的誤碼率,。隨著信噪比的增加誤碼率繼續(xù)大幅降低,，系統(tǒng)可靠性也越來越高。

    圖7為SNR=10 dB,，Nt=4,，Nr=16時三種算法的時延曲線。當(dāng)所選擇的天線數(shù)較少時,，三種算法的時延都比較小,，但隨著所選天線數(shù)的增加，最優(yōu)算法的時延呈指數(shù)規(guī)律攀升,，而本文算法與最大范數(shù)算法的時延依舊很小,。由圖可見，本文算法的時延要遠遠小于最優(yōu)算法時延略大于最大范數(shù)算法時延,，表現(xiàn)出很好的實時性,。以天線數(shù)分別為4、6時為例,，具體時延見表1,。

    在大量分析以往天線算法的基礎(chǔ)上，本文將改進后的遞增算法應(yīng)用于發(fā)送端,。通過性能仿真得知,，本文算法的性能十分接近最優(yōu)算法且優(yōu)于基于最大范數(shù)的天線選擇算法。在信道容量,、誤碼率及天線檢測時延方面都有明顯的優(yōu)勢,，是一種實用的發(fā)射天線選擇算法。本文側(cè)重于對信道容量,、系統(tǒng)可靠性及時延三方面的研究,，雖然能夠滿足通信系統(tǒng)實時性的要求，但算法的延時效應(yīng)比較明顯,，下一階段的工作將在本文基礎(chǔ)上繼續(xù)降低復(fù)雜度,，提高運算速度。
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