非理想CSIT下MIMO衰落信道中可达的分集-复用折中

本文分析了在发射端具有非理想信道状态信息(CSIT)的多输入多输出(MIMO)信道中分集与复用的基本折中。我们证明，在非理想CSIT下，可以实现更高的分集增益以及更高效的分集-复用折中(DMT)。对于具有K根发射/接收天线的多输入单输出(MISO)/单输入多输出(SIMO)信道，在空间复用增益为$r$时，可实现的分集增益为$d(r)=K(1-r+K\alpha)$，其中$\alpha$是本文定义的CSIT质量。对于具有$M$($M>1$)根发射天线和$N$($N>1$)根接收天线的通用MIMO信道，我们证明，根据$\alpha$值的不同，可以推导出不同的DMT，并且$\alpha$值对可达分集度有显著影响，尤其是在高复用增益时。具体而言，当$\alpha$高于某个阈值时，可实现的分集增益为$d(r)=MN(1+MN\alpha)-(M+N-1)r$；否则，可达DMT要低得多，并可描述为依赖于$M$、$N$、$r$和$\alpha$的一组不连续线段。我们的分析表明，非理想CSIT在享受高空间复用增益的同时，显著提高了可达分集增益。