两跳MIMO信道的基本极限：一种渐近方法
信息论
2024-02-07 v1 math.IT
摘要
多天线中继和智能反射面已被用于构建有利信道以改善无线系统性能。中继系统和IRS辅助系统的一个共同特征是两跳多输入多输出信道。因此，两跳MIMO信道的互信息已被广泛研究，并取得了非常引人注目的结果。然而，由于两跳（乘积）信道以及中继（有源IRS）引入的噪声带来的困难，文献中尚未对两跳MIMO信道的基本极限（即一阶和二阶分析）进行严格研究。在本文中，我们采用大规模随机矩阵理论，特别是高斯工具，推导了互信息均值和方差的闭式确定性近似。此外，我们确定了互信息均值、方差和特征函数的收敛速度，并证明了渐近高斯性。此外，我们还研究了描述闭式近似的基本方程的分析性质，并证明了解的存在性和唯一性。然后提出了一种迭代算法来求解基本方程。数值结果验证了理论分析的准确性。
引用
@article{arxiv.2402.03772,
title = {Fundamental Limits of Two-Hop MIMO Channels: An Asymptotic Approach},
author = {Zeyan Zhuang and Xin Zhang and Dongfang Xu and Shenghui Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.03772},
year = {2024}
}