面向点对点 MIMO 信道海量容量的最优双极化平面阵列
信号处理
2024-12-02 v2
摘要
未来的无线网络必须提供更高的数据速率。随着载波频率的增加，可用带宽大致呈线性增长，但通信距离却急剧缩短。本文探讨了我们是否可以通过在多输入多输出（MIMO）信道上进行空间复用来实现海量容量。在视距（LOS）场景下，MIMO 信道矩阵的秩取决于极化和天线排列。我们通过在隔离度不理想的双极化平面天线阵列中确定最优天线间距，来优化秩和条件数。结果是利用辐射近场特性的稀疏间距天线阵列。我们进一步针对最小孔径长度和孔径面积优化了阵列几何结构，从而得到不同的配置。此外，我们解析地证明，在 LOS 场景下，如果天线设计得当，对于固定尺寸的阵列，MIMO 秩随载波频率呈二次增长。因此，MIMO 技术对容量增长的贡献大于带宽。数值结果表明，在固定的点对点链路上可以实现远超 1 Tbps 的海量数据速率。大型基站为实用尺寸的移动设备提供服务也是可能的。
引用
@article{arxiv.2312.02050,
title = {Optimal Dual-Polarized Planar Arrays for Massive Capacity Over Point-to-Point MIMO Channels},
author = {Amna Irshad and Alva Kosasih and Emil Björnson and Luca Sanguinetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.02050},
year = {2024}
}
备注
in IEEE Transactions on Wireless Communications