夹持天线系统的容量表征

与使用固定位置天线的传统系统不同，夹持天线系统的信道容量由夹持天线的激活位置决定。本文表征了多用户夹持天线系统的容量区域，其中部署了单个夹持波导以实现上行和下行链路通信。首先表征上行链路信道的容量区域。\romannumeral1) 对于单夹持情况，推导了最优天线激活位置、相应的容量区域以及时分多址和频分多址下可实现数据速率区域的闭式表达式。证明了夹持天线系统的容量区域包含传统固定天线系统的容量区域，并且频分多址速率区域包含时分多址速率区域。\romannumeral2) 对于多夹持情况，分别使用逐元素交替天线位置优化技术和柯西-施瓦茨不等式推导了容量区域的内界和外界。还使用相同的优化框架推导了可实现的频分多址速率区域，而时分多址速率区域通过天线位置细化方法获得。然后使用上下行链路对偶框架将分析扩展到下行链路夹持天线系统。证明了下行链路容量和速率区域之间的关系与上行链路情况一致。数值结果表明：\romannumeral1) 推导的边界紧密逼近精确容量区域，\romannumeral2) 与传统固定天线系统相比，夹持天线系统产生了显著扩大的容量区域，以及\romannumeral3) 在多夹持情况下，时分多址和频分多址能够接近信道容量极限。