谐振腔内无线通信的香农理论
信息论
2023-11-16 v2 信号处理
math.IT
经典物理
摘要
闭合电磁谐振腔（RC）是一种极为有利的人工无线通信环境。腔内的天线对构成一个由阻抗矩阵描述的两端口网络。当 RC 具有理想导电壁且阻抗矩阵为虚值时，我们分析两天线间的通信。发射天线由电流源驱动，接收天线连接至负载电阻，其电压由无限阻抗放大器测量。信道中存在可数无穷多个极点，与 RC 中的谐振相关，且随着负载电阻增大，这些极点向实频率轴迁移。接收机噪声有两个来源：负载电阻的约翰逊噪声与放大器内部噪声。应用香农理论可得该链路的容量，并受限于发射电流的带宽与功率约束。对于恒定发射功率，容量随负载电阻增大而无界增加。令人惊讶的是，达到容量的发射功率随频率的分配避免了将功率置于谐振频率附近。
引用
@article{arxiv.2311.07068,
title = {Shannon Theory for Wireless Communication in a Resonant Chamber},
author = {Amritpal Singh and Thomas Marzetta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.07068},
year = {2023}
}
备注
10 pages, 13 figures. To be published in IEEE Journal on Selected Areas in Communications Special Issue on Electromagnetic Signal and Information Theory