Statistical analysis of the wireless propagation channel and its mutual information

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.author Salo, Jari
dc.date.accessioned 2012-02-17T07:50:01Z
dc.date.available 2012-02-17T07:50:01Z
dc.date.issued 2006-07-19
dc.identifier.isbn 951-22-8247-X
dc.identifier.issn 1456-3835
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/2723
dc.description Työ käsittelee siirtyvän tietoliikenteen radiokanavan ja tiettyjen siihen liittyvien funktioiden tilastollista analyysiä. Ensimmäisenä aiheena analysoidaan häipyvän ns. moniantenniradiokanavan keskinäisinformaatiota. Tarkemmin eriteltynä työssä johdetaan likimääräinen lauseke Rayleigh-häipyvän moniantennikanavan keskinäisinformaation todennäköisyysjakaumalle. Lisäksi johdetaan yläraja Rice-häipyvän kanavan ergodiselle keskinäisinformaatiolle, sekä uudentyyppinen keskinäisinformaatiohajotelma, joka pätee korkeilla signaalikohinasuhteilla. Hajotelman perusteella ehdotetaan myös tunnuslukua moniantennikanavan ns. multipath richnessille. Toisena aiheena työssä johdetaan yleistetyn monisirontakanavan amplitudin todennäköisyysjakauma. Rayleigh-, Rice- ja kaksois-Rayleigh-jakaumat ovat yleisen tuloksen erikoistapauksia. Työn kolmannessa aiheessa osoitetaan että myös summamalli – verrattuna perinteiseen tulomalliin – voi olla selityksenä ns. hitaan häipymän lognormaaliuteen. Työssä esitetään mittaustuloksia, jotka tukevat summamallia. fi
dc.description.abstract This thesis considers the statistical analysis of the mobile radio propagation channel and certain functions of it. First, mutual information of the fading multiple-input multiple-output (MIMO) wireless channel is analyzed. Specifically, an approximate distribution of mutual information for Rayleigh fading MIMO channels as well as an upper bound for the ergodic mutual information for Rician fading channels are derived. A novel decomposition of mutual information at high SNR is also considered. The decomposition also leads to an appealing measure for spatial multiplexing efficiency, or multipath richness, of a MIMO radio channel. As the second topic, the amplitude distribution function of the general multiple scattering radio channel is derived. Rayleigh, Rice, and double-Rayleigh distributions are special cases of the general result. In the third topic, an additive model is proposed as a physical basis for shadow fading – as an alternative to the conventional multiplicative one. A simple analytical justification for the log-normality of small area shadow fading is provided. The additive model is also shown to be supported by radio channel measurements. en
dc.description.abstract Työ käsittelee siirtyvän tietoliikenteen radiokanavan ja tiettyjen siihen liittyvien funktioiden tilastollista analyysiä. Ensimmäisenä aiheena analysoidaan häipyvän ns. moniantenniradiokanavan keskinäisinformaatiota. Tarkemmin eriteltynä työssä johdetaan likimääräinen lauseke Rayleigh-häipyvän moniantennikanavan keskinäisinformaation todennäköisyysjakaumalle. Lisäksi johdetaan yläraja Rice-häipyvän kanavan ergodiselle keskinäisinformaatiolle, sekä uudentyyppinen keskinäisinformaatiohajotelma, joka pätee korkeilla signaalikohinasuhteilla. Hajotelman perusteella ehdotetaan myös tunnuslukua moniantennikanavan ns. multipath richnessille. Toisena aiheena työssä johdetaan yleistetyn monisirontakanavan amplitudin todennäköisyysjakauma. Rayleigh-, Rice- ja kaksois-Rayleigh-jakaumat ovat yleisen tuloksen erikoistapauksia. Työn kolmannessa aiheessa osoitetaan että myös summamalli – verrattuna perinteiseen tulomalliin – voi olla selityksenä ns. hitaan häipymän lognormaaliuteen. Työssä esitetään mittaustuloksia, jotka tukevat summamallia. fi
dc.format.extent 55, [91]
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Helsinki University of Technology en
dc.publisher Teknillinen korkeakoulu fi
dc.relation.ispartofseries Helsinki University of Technology Radio Laboratory publications. S en
dc.relation.ispartofseries Teknillisen korkeakoulun Radiolaboratorion julkaisuja. S fi
dc.relation.ispartofseries 278 en
dc.relation.haspart J. Salo, F. Mikas, and P. Vainikainen, An Upper Bound on the Ergodic Mutual Information in Rician Fading MIMO Channels, IEEE Transactions on Wireless Communications, vol. 5, no. 6, pp. 1415-1421, Jun. 2006. [article1.pdf] © 2006 IEEE. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, P. Suvikunnas, H. M. El-Sallabi, and P. Vainikainen, Approximate Distribution of Capacity of Rayleigh Fading MIMO Channels, Electronics Letters, vol. 40, no. 12, pp. 741-742, Jun. 2004. [article2.pdf] © 2004 IEE. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, P. Suvikunnas, H. M. El-Sallabi, and P. Vainikainen, Some Insights into MIMO Mutual Information: the High SNR Case, IEEE Transactions on Wireless Communications, to appear. [article3.pdf] © 2006 IEEE. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, P. Suvikunnas, H. M. El-Sallabi, and P. Vainikainen, Ellipticity Statistic as Measure of MIMO Multipath Richness, Electronics Letters, vol. 42, no. 3, pp. 45-46, Feb. 2006. [article4.pdf] © 2006 IEE. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, H. M. El-Sallabi, and P. Vainikainen, The Distribution of the Product of Independent Rayleigh Random Variables, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 54, no. 2, pp. 639-643, Feb. 2006. [article5.pdf] © 2006 IEEE. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, H. M. El-Sallabi, and P. Vainikainen, Statistical Analysis of the Multiple Scattering Radio Channel, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, to appear. [article6.pdf] © 2006 by authors and © 2006 IEEE. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, H. M. El-Sallabi, and P. Vainikainen, Impact of Double-Rayleigh Fading on System Performance, In: Proceedings of the 1st IEEE International Symposium on Wireless Pervasive Computing (ISWPC 2006), Phuket, Thailand, Jan. 16-18, 2006, pp. 1-5. [article7.pdf] © 2006 IEEE. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, L. Vuokko, and P. Vainikainen, Why is Shadow Fading Lognormal? In: Proceedings of the 8th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC 2005), Aalborg, Denmark, Sept. 18-22, 2005, pp. 522-526. [article8.pdf] © 2005 WPMC. By permission.
dc.relation.haspart J. Salo, L. Vuokko, H. M. El-Sallabi, and P. Vainikainen, An Additive Model as a Physical Basis for Shadow Fading, IEEE Transactions on Vehicular Technology, to appear. [article9.pdf] © 2006 by authors and © 2006 IEEE. By permission.
dc.subject.other Electrical engineering en
dc.title Statistical analysis of the wireless propagation channel and its mutual information en
dc.title Langattoman radiokanavan ja sen keskinäisinformaation tilastollinen analyysi fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.description.version reviewed en
dc.contributor.department Department of Electrical and Communications Engineering en
dc.contributor.department Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto fi
dc.subject.keyword radio channel en
dc.subject.keyword Rayleigh distribution en
dc.subject.keyword mutual information en
dc.subject.keyword radiokanava fi
dc.subject.keyword Rayleigh-jakauma fi
dc.subject.keyword keskinäisinformaatio fi
dc.identifier.urn urn:nbn:fi:tkk-007109
dc.type.dcmitype text en
dc.programme.major Radiotekniikka fi
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.contributor.supervisor Vainikainen, Pertti; Prof.
dc.opn Correia, Luis M.; Prof.
dc.opn Burr, Alister G.; Prof.
dc.contributor.lab Radio Laboratory en
dc.contributor.lab Radiotekniikan laboratorio fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account