相关衰落MIMO广播信道的基本极限：发射相关分集的益处

我们研究了具有空间相关衰落的高斯MIMO广播信道（BC）的渐近容量极限，以理解发射相关何时以及如何有助于容量提升。通过对用户信道协方差（等价于发射端的发射相关性）施加一种结构，也称为“发射相关分集”，我们在若干系统参数区间内刻画了发射相关对MIMO BC功率增益的影响，尤其关注大规模阵列（或大规模MIMO）区间。考虑到下行链路训练的开销，我们提供了多用户MIMO下行链路系统的渐近容量界，以观察发射相关分集如何影响系统复用增益。我们利用联合空分与复用（JSDM）的概念来推导容量界。本文主张，发射相关分集可用于显著提高多用户MIMO系统中的复用增益和功率增益。特别地，这种无线通信中的新型分集被证明可将系统复用增益提高至多达到此类分集自由度数的倍数。最后，本文还刻画了未利用发射相关的传统大规模MIMO系统的性能极限。