秩损MIMO信道收发天线联合选择策略研究

"秩损MIMO信道的收发天线联合选择方法 (2012年)" 在无线通信领域，多输入多输出（MIMO）技术是提高通信系统容量和性能的关键技术之一。然而，实际的MIMO信道可能会由于各种因素如信道散射、天线间的相关性或时间相干性，导致信道矩阵秩损，即信道矩阵的秩小于天线数量，这会限制系统的容量和性能。针对这一问题，2012年提出了一种新的秩损MIMO信道的收发天线联合选择方法。 该方法首先对秩损信道矩阵的容量特性进行了深入分析，通过理论推导证明了选择合适的发射天线可以增加信道容量。为了恢复信道矩阵的满秩状态，从而最大化信道容量，研究者利用秩损信道矩阵的正交子空间投影进行发射天线的选择。这种方法旨在找到一个子空间，使得投影后的信道矩阵具有最大的秩，从而提高系统的容量。 接收天线的选择则采用了最大“volume”子矩阵方法。这个方法不同于传统的“局部贪婪”策略，它不是逐次添加天线以逐步增大容量，而是直接寻找信道矩阵中具有最大“volume”的子矩阵。这里的“volume”指的是子矩阵的行列式的绝对值，它反映了子矩阵的几何体积和多样性。在中到高信噪比的环境中，这种全局搜索特性可以更接近于最优的信道容量。 为了解决传统二维穷尽搜索方法的运算量过大问题，研究者提出了“秩-1”迭代快速数值算法。这个算法在较少的迭代次数下就能达到较好的结果，有效降低了计算复杂度。通过这种方式，不仅可以保持算法的高效性，还能确保在实际应用中的可行性。 仿真结果证实了所提出的天线选择算法在提高MIMO系统容量方面的有效性。相比于其他快速选择方法，该算法在兼顾运算效率的同时，能更好地逼近信道容量的最优解，对于秩损MIMO信道的性能提升有着显著作用。 关键词：天线选择；MIMO系统；秩损；信道容量；最大“volume”子矩阵 这篇论文属于工程技术领域的学术研究，为解决秩损MIMO信道的问题提供了创新性的解决方案，对于无线通信系统的设计和优化具有重要的理论和实践意义。