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傅海阳-MIMO系统和无线信道容量研究
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2014-08-08
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MIMO(Multiple-Input Multiple-Output) 理论试图在 Shannon信道容量公式基础上导出正比于收发信天线数的MIMO 无线信道容量(WCC) 公式.由于 MIMO 系统同时使用多根天线发送同频信号, 在 MIMO 的物理信道中会包含多个虚拟独立瑞利衰落信道.因此 MIMO 理论关于独立瑞利衰落信道的定义在实际应用中很难成立, 会导致所依据的空分复用(SDM) 无法实现,使 MIMO 理论在数学层面导出的 WCC 公式在物理实现上会存在很大的不确定性. 由于该系统使用不控制相位的多天线同频发射,多波干涉作用的影响是不可避免的, 一定会产生方向不确定的定向发送波束,将形成多个电波覆盖盲区和一个不合理的无线通信系统. 本文将利用数学分析和多天线发送波束模拟的方法证明上述结论.还将提出在 Shannon 公式应用原理和相控天线阵理论基础上构建的 SHPCA 系统,将利用相控天线阵给出的定向窄波束形成功率利用率极高的 SDM 功能,并给出对应的 WCC 公式, 其容量正比与收发天线数和 SDM 次数, 比 Shannon 公式具有更高的效率。
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