解释 MIMO OFDM 情况下的平坦衰落信道

信息处理 OFDM 衰落通道 咪咪
2022-02-12 14:12:20

我试图了解平坦衰落和频率选择信道。

据我了解,在平坦衰落信道 MIMO 信道元素的情况下,hi,j, 是随机变量。

如果信道矩阵的频率选择性信道平坦衰落,我可以做出哪个假设?

实际上,我正在阅读有关 MIMO OFDM 的信息。在我读过的所有论文中,都给出了 MIMO OFDM 的频率选择信道模型。但在我的任务中,我需要假设一个平坦的衰落。我可以做这样的假设吗?

3个回答

频率平坦衰落本质上意味着通道的传递函数在您感兴趣的频带中(大约)是恒定的,这意味着您可以将其视为根本不依赖于频率。这意味着两件事:

  • 您的 MIMO 传输模型很简单y(t)=Hx(t)+w(t)带有发射信号x(t), 一个 MIMO 信道矩阵H, 接收到的信号y(t)和你的附加噪音w(t). 注意x(t)需要窄带才能有意义。
  • 在这种情况下,您不会使用 OFDM。这是没有意义的:每个子载波都会看到完全相同的频道,而您不会从 OFDM 前/后处理中获得任何收益。

至于对通道矩阵的元素进行建模,您可以使用统计模型,这些模型假设元素是从中抽取的一些随机分布,但要警惕这些假设所依据的假设。例如,如果您假设来自所有方向的密集多径,您最终会得到瑞利分布(类似于具有丰富散射且没有视线分量的情况)。对于具有视线的情况,您可能需要考虑 Rician 分布。这对于不太高的频率很好。对于毫米波波段,这将是一个糟糕的模型,因为那里的多路径通常非常稀疏,并且您的信道矩阵往往是低秩的。

在频率选择模型中,SISO 信道的接收样本由下式给出

yn=l=0Lhlxnl+zn

而在平坦衰落信道中,接收到的样本由下式给出

yn=hnxn+zn

在哪里{hl}是通道系数,{xn}是数据符号,和{zn}是 AWGN 样本。

在第一种情况下,您需要均衡或 OFDM 来对抗符号间干扰,在第二种情况下,您不需要 OFDM,但是如果您使用空间复用 MIMO,那么您将需要均衡,但这种情况下的干扰来自其他流,而不是来自流内部。如果您使用的是 OSTBC MIMO,则无需均衡。

顺便说一句,由于您正在阅读 MIMO-OFDM 论文,您当然会看到信道是频率选择性的假设。但这并不意味着所有论文都假设频率选择性信道,但那些谈论 MIMO-OFDM 的人肯定会做出这种假设,这就是他们使用 OFDM 来对抗频率选择性的原因。因此,您可以找到不进行频率选择假设的论文。

至于假设什么,频率选择信道在高数据速率系统中可能更现实,但出于分析目的,通常使用平坦衰落来获得一些见解。如果您谈论的是信道系数统计分布,那么频率选择性和平坦衰落信道系数都是随机变量。确切的分布取决于您正在研究的环境。在蜂窝移动通信的许多情况下,通常假设瑞利衰落是因为没有强视距 (LOS)。

在多径信道中,信道响应在频率上是变化的。然而,在 OFDM 系统中,我们得到每个子载波带宽的平坦响应。即使严格来说不是这样,由于循环前缀,我们得到了一个模型,就好像严格来说是这样。

然后,在 MIMO OFDM 中,我们考虑每个子载波的 MIMO 方案,独立于一个子载波到其他子载波。因此,我们得到了一个平坦衰落 MIMO 传输的集合,每个子载波一个。