On the Capacity of Large-Scale MIMO Systems in Shadowed Fading Channels. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (On the Capacity of Large-Scale MIMO Systems in Shadowed Fading Channels) Thesis_Toluwani_Daramola.pdf Download (2MB) | Preview

Arabic Abstract

أنظمة نطاق واسع المتعددة المدلات و متعددة المخرجات ( )MIMOالهوائيات أصبحت ليارا قابا للتعطبيق للمهندسين وباحثين لتعحسين الاتصال ولكن يتعأثر أةائها منكل يتعاشى و التعظليل المتعددة. هذا الدمل الأطرروحة حققق مددلات حققيقها للوصلة الصادد دلى نطاق واسع MIMOفي ظروف تددة والتعظليل. باستعخدام القصوى النسبة الجمدي ( )MRCو الصفر الإجباري الاستعقباي ( )ZFمع افتراض مدلومات حالة قنا مثالية ( ،)CSIو تستعمد تدبيرات جديد للطاقة ارجوةيك باستعخدام أساليب التعحليل القائم دلى لحظة لأنظمة نطاق واسع MIMOحقت Ricianيتعاشى للمستعخدم المطلوب بالرايلي ) (Rayleighو Ricianالتعوزيدية وتداللية، و أيضا تستعمد تدبيرات جديد للنموذج اليتعاشى الغاما-الغاما المركبية لكا التعظليل مستعقلة ومترابطة بشكل كامل في المحطة الأساسية ( )BSالهوائيات. وجدت أن بزياةات -K Ricianدامل للمستعخدم المطلوب، يزيد من القدر ولكن الدكس حقدث للتعدالل. في حالة التعظليل، الزياة في داقة تميل إلى مزيد نقصان القدر المستعخدم المطلوب. وجد ان جهاز الاستعقباي ،ZFله أةاء أفضل من المتعلقي MRCحقت اليتعاشى المتعددة ، وكذلككما يزيد ددة من مجمودة BSالهوائي، يزيد أسدار التعحقيقي من الزياةات في أوامر من حجم مماثل كما هو الحال مع هوائي واحد .BS

English Abstract

{Large-scale Multiple-Input and Multiple-Output (MIMO) antenna systems are becoming a viable option for engineers and researchers to improve communication but their performance is affected by both multipath fading and shadowing. This thesis work investigates the achievable rates for the uplink large-scale MIMO under multipath and shadowing conditions. By using maximal ratio combining (MRC) and zero-forcing receivers (ZF) with the assumption of perfect channel state information (CSI), novel expressions for the ergodic capacity using moment-based analysis methods are derived for large-scale MIMO systems under Rician fading for the desired user with Rayleigh and Rician distributed interferers, also novel expressions for the gamma-gamma composite fading model for both independent and fully correlated shadowing at the base station (BS) antenna array are derived. It is found that as the Rician K-factor increases for the desired user, the capacity increases but the reverse occurs for the interferers. In the case of shadowing, the increase in correlation tends to decrease further the capacity of the desired user. The ZF receiver is found to perform better than the MRC receiver under multipath fading, and also as the number of BS antenna array increases the achievable rate increases with orders of magnitude as comparable with single-antenna BS.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Electrical
Department:	College of Engineering and Physics > Electrical Engineering
Committee Advisor:	Al-Ahmadi, Saad
Committee Members:	Zerguine, Azzedine and Al-Ghadban, Samir
Depositing User:	TOLUWANI OLUWATOBI DARAMOLA (g201302410)
Date Deposited:	07 Jun 2015 06:05
Last Modified:	01 Nov 2019 15:46
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139608