发射相关分集在多用户MIMO系统中的作用

在多天线系统（MIMO）中，跨发射天线的相关性已在各种场景中被研究，并已被表明是有害的还是有益取决于特定系统和底层假设。在本文中，我们研究发射相关对高斯MIMO广播信道（BC）容量的影响，特别关注大规模阵列（或大规模MIMO）体制。为此，我们引入一种新型分集，称为发射相关分集，它捕捉了以下事实：不同用户的信道向量可能具有不同且通常近乎相互正交的大规模信道特征方向。特别地，当适当考虑下行训练的开销时，发射相关分集在所有感兴趣的体制中都能产生显著的容量增益。我们的分析表明，相对于将信道视为各向同性分布且对发射相关不知情的标准方案，系统复用增益可提高至多因子$\lfloor{M}/{r}\rfloor$，其中$M$是天线数量，$r\le M$是用户发射相关矩阵的公共秩。因此，这种新形式的分集揭示了其自身作为多用户通信中一种宝贵的“新资源”。