基于随机矩阵的多用户mimo中最佳天线结构设计方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法，包括以下步骤：1)计算出多用户MIMO系统的可取得遍历下行容量；2)根据遍历下行速率分析天线结构对下行容量的影响；3)根据步骤2)分析结果获得最佳天线结构。与现有技术相比，本发明具有在一定受限区域中取得最大的遍历下行容量等优点。
【专利说明】基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种无线通信与网络，尤其是涉及一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法。
【背景技术】
[0002]由于多用户无线系统中的高数据速率需求，MMO通信系统吸引了很多关注并被广泛研究。他们有很多吸引人的特质如:空间复用增益、多用户分集增益和更高的空间效率。MIMO已被纳入了很多无线通信标准，如:数字音频广播、数字视频广播、IEEE802.16e和3G/4G无线系统中。此外，MMO也被认为是一个很有前景的技术被使用进5G小型蜂窝网络。在近几十年中，很多广播基站都安装了很多天线，从而能保证多个用户同时得到高质量的服务。基站的多天线保证了下行总速率容量的增长，该增长是与最小的发送天线和用户成线性关系的。
【发明内容】
[0003]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法，在一定受限区域中取得最大的遍历下行容量。
[0004]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0005]一种基于随机矩阵的多用户MMO中最佳天线结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0006]I)计算出多用户MIMO系统的可取得遍历下行容量；
[0007]2)根据遍历下行速率分析天线结构对下行容量的影响；
[0008]3)根据步骤2)分析结果获得最佳天线结构。
[0009]所述的计算出多用户MIMO系统的可取得遍历下行容量具体为:
[0010]11)在移动端对接受信号使用ZFBF后，则有:
【权利要求】
1.一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)计算出多用户MIMO系统的可取得遍历下行容量； 2)根据遍历下行速率分析天线结构对下行容量的影响； 3)根据步骤2)分析结果获得最佳天线结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法，其特征在于，所述的计算出多用户MIMO系统的可取得遍历下行容量具体为: 11)在移动端对接受信号使用ZFBF后，则有:
3.根据权利要求2所述的一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法，其特征在于，所述的基于随机矩阵理论，推导出
4.根据权利要求2所述的一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法，其特征在于，所述的根据遍历下行速率分析天线结构对下行容量的影响具体为: 21)考虑在一个圆形区域中有两种天线使用方法:线性的排列或正方形的排列； 22)对于正方形排列的天线比直线排列的天线具有更大平均天线空间，认为方形的天线比直线的要好； 23)基于仿真的结果，得到遍历总速率容量和圆形的大小很有关系，对于所有用户把信噪比Λ(2//θ.2设为常数，并根据一个半正交的用户选择过程来实现启发式的用户选择算法，从而实现多用户分集。
5.根据权利要求4所述的一种基于随机矩阵的多用户MIMO中最佳天线结构设计方法，其特征在于，所述的根据步骤2)分析结果获得最佳天线结构具体为: 根据仿真结果，当所考虑的圆形区域的半径小于0.1 λ~0.2λ时，无论天线是按直线或正方形排列，所取得的性能都很差的；当所考虑的圆形区域的半径大于λ时，两种排列方式能取得的性能都是近似的；故当所考虑的圆形区域的半径0.3 λ~λ，存在最佳的天线结构。
【文档编号】H04B7/04GK103929223SQ201410131631
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】吴俊 , 黄新林, 陆欣璐, 钱亦宸, 刘典 申请人:同济大学