【摘 要】本文回顧自適應(yīng)傳輸技術(shù)的發(fā)展歷程，描述了具有理想信道狀態(tài)信息（CSI）的自適應(yīng)調(diào)制多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)模型，研究具有連續(xù)速率的變速率變功率（VRVP）、恒定功率變速率（VR）、恒定速率變功率（VP）自適應(yīng)M進(jìn)制正交幅度調(diào)制（MQAM）MIMO系統(tǒng)的頻譜效率。

【關(guān)鍵詞】MIMO系統(tǒng) 自適應(yīng)調(diào)制 平坦衰落信道 平均頻譜效率

一、緒論

自適應(yīng)傳輸?shù)母拍钭钤缡怯蒍.F.Hayes在60年代后期提出的，當(dāng)時(shí)受到硬件條件的限制，該技術(shù)未得到充分的發(fā)展。近年來(lái)，硬件水平不斷提高，以及對(duì)高頻譜利用率通信系統(tǒng)的需求，自適應(yīng)傳輸技術(shù)已經(jīng)被廣泛研究。

本文通過(guò)自適應(yīng)調(diào)制的結(jié)構(gòu)的理論分析和計(jì)算機(jī)仿真，加深對(duì)自適應(yīng)調(diào)制原理的理解，在此基礎(chǔ)上對(duì)進(jìn)一步增加頻譜利用率做出進(jìn)一步的嘗試。

二、系統(tǒng)模型

由于Telater和Foschini 先前的工作，最近MIMO系統(tǒng)得到了廣泛的關(guān)注。MIMO系統(tǒng)是最大特色是可以獲得多路增益和獲得比SISO系統(tǒng)高的頻譜效率，在單輸入單輸出（SISO）系統(tǒng)中，自適應(yīng)調(diào)制（AM）可以近似達(dá)到信道的容量。自適應(yīng)調(diào)制的目的是通過(guò)改變傳輸參數(shù)達(dá)到最大的平均頻譜效率（ASE）。

（一）多輸入多輸出（MIMO）系統(tǒng)模型

我們假設(shè)了一個(gè)接收天線的和發(fā)射天線的多輸入多輸出系統(tǒng)，用矩陣H表示。而且服從分布，信道的輸入用的列矩陣來(lái)表示，輸出用的列矩陣，為了方便我們定義，輸入輸出的過(guò)程可以表示為：

衰落信道可以分為快衰落和慢衰落，我們講的平坦性衰落就是慢衰落，他的符號(hào)持續(xù)時(shí)間比信道相關(guān)時(shí)間短[1]。我們考慮是只是理論上是理想平坦性衰落信道，其自適應(yīng)調(diào)制MIMO系統(tǒng)模型如下：

（二）信道容量

我們的目的是通過(guò)AM調(diào)制達(dá)到信道容量值（2-6），整個(gè)系統(tǒng)圖如2所示。其中AM調(diào)制中用的是QAM。正交幅度調(diào)制的用兩路獨(dú)立的信號(hào)分別去調(diào)制同相與正交兩個(gè)載波，已調(diào)信號(hào)在相同的帶寬正交復(fù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩路數(shù)據(jù)并行傳輸[3]。

三、連續(xù)速率自適應(yīng)調(diào)制（AM）

子信道的調(diào)制方式為QAM。SISO高斯信道的BER可近似表達(dá)為：

（一）連續(xù)變功率變速率（VPVR） QAM系統(tǒng)

VPVR系統(tǒng)解決的最優(yōu)化問題可以表示為以下問題的解決：

四、計(jì)算結(jié)果

（一）MATLAB軟件介紹

MATLAB是有MathWork公司于1984年推出的一套數(shù)值計(jì)算軟件，分為總包和若干個(gè)工具箱，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)值分析、優(yōu)化、統(tǒng)計(jì)、偏微分方程數(shù)值解、自動(dòng)控制、信號(hào)處理、圖象處理等若干領(lǐng)域的計(jì)算和圖形顯示的功能。他將不同數(shù)學(xué)分支的算法以函數(shù)的形式分類成庫(kù)，使用時(shí)直接調(diào)用這些函數(shù)并賦予實(shí)際參數(shù)就可以解決問題，快速而準(zhǔn)確[2]。

（二）連續(xù)速率計(jì)算結(jié)果

圖3表示的連續(xù)類型的三種系統(tǒng)的數(shù)值結(jié)果，其中。在其他的BER情況下有相似的結(jié)果。從圖一中我們可以看出：

1.VR系統(tǒng)只有在低的信噪比情況下才會(huì)產(chǎn)生小的SNR損失。2.在信噪比高于15dB時(shí)，VP系統(tǒng)產(chǎn)生的損失會(huì)隨著信噪比的增大而增大的。3.VPVR和VR系統(tǒng)的曲線圖可以看出，兩種系統(tǒng)都可以獲得全增益。4.VP系統(tǒng)的曲線圖可以看出，這種系統(tǒng)沒有獲得全復(fù)用增益。

五、總結(jié)

通過(guò)分析得，連續(xù)系統(tǒng)在高的信噪比范圍下，VPVR和VR系統(tǒng)的平均頻譜效率幾乎相等，然而VP卻有信噪比損失，而損失的大小取決于信道的結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)：

[1].張旬.衰落信道中自適應(yīng)技術(shù)的研究[D].上海：上海交通大學(xué)，2001.

[2].沈勇.MATLAB程序設(shè)計(jì)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：1-3.

[3]續(xù)大我 龐沁華等.通信原理[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2005：358-371