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An optimization approach to signalling strategies in MIMO and CDMA fading channels.

机译：MIMO和CDMA衰落信道中信令策略的优化方法。

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摘要

In the first part of this thesis, we consider the problem of finding the sum capacity of a wireless CDMA channel. The optimal spreading sequences that achieve sum capacity in a Gaussian CDMA channel are well-known for fading chanels. We thoroughly analyze the optimization problem and support with simulations the conjecture that generalized WBE sequences are the optimal spreading sequences in achieving sum capacity in a frequency non-selective (flat fading) multiple access channel. We also consider the problem of maximizing mutual information and hence the data rates in a multi-input multi-output(MIMO) fading channel for general fading distributions under rank constraint on the input covariance. Such a problem formulation enables us to find optimal low-rank signalling strategies (like beamforming schemes with a covariance of rank one). The natural equivalence of the two above-mentioned optimization problems is also established.; The second part of the thesis concerns space-time code design for the so-called UIU MIMO channel model. Our approach will be to leverage existing high performance space-time codes for the spatially i.i.d channel, through suitable precoding and power allocation. We show that asymptotically with high SNR the power allocated to each antenna is directly proportional to the number of non-zero channel channel gains that exist from each transmit antenna to the receiver. The optimal power allocation strategy is shown, in general, to be the solution of a convex optimization problem.
机译：在本文的第一部分，我们考虑了寻找无线CDMA信道总容量的问题。在衰落信道中，在高斯CDMA信道中实现总容量的最佳扩展序列是众所周知的。我们彻底分析了优化问题，并通过仿真支持了这样的猜想：在频率非选择性（平坦衰落）多路访问信道中，广义WBE序列是实现总容量的最佳扩展序列。我们还考虑了在互协方差的秩约束下，对于通用衰落分布，在互输入最大化的问题，从而在多输入多输出（MIMO）衰落信道中最大化数据速率。这样的问题表述使我们能够找到最佳的低秩信令策略（例如具有秩一协方差的波束成形方案）。还建立了上述两个优化问题的自然等价关系。论文的第二部分涉及所谓的UIU MIMO信道模型的时空编码设计。我们的方法是通过适当的预编码和功率分配，在空间i.i.d信道上利用现有的高性能时空码。我们表明，渐近地以高SNR分配给每个天线的功率与从每个发射天线到接收器存在的非零信道信道增益的数量成正比。通常，最优功率分配策略显示为凸优化问题的解决方案。

著录项

  • 作者

    Venkatachari, Harish.;

  • 作者单位

    University of Colorado at Boulder.;

  • 授予单位 University of Colorado at Boulder.;
  • 学科 Engineering Electronics and Electrical.
  • 学位 M.S.
  • 年度 2006
  • 页码 66 p.
  • 总页数 66
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 无线电电子学、电信技术;
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