总功率与每天线功率约束下高斯MIMO信道的容量

固定高斯多输入多输出（MIMO）信道在总功率（TP）约束和完全信道状态信息下的最优传输策略及容量是众所周知的。在单独的每天线（PA）功率约束下，一般情形该问题仍未解决，而一些特殊情况已得到解决。这些包括MIMO信道的一个满秩解和多输入单输出（MISO）信道的一般解。本文考虑固定高斯MISO信道，并在一般情形下联合总功率与每天线功率约束下以闭式确定了其容量以及最优传输策略。特别地，最优策略是混合的，包含两部分：第一部分是等增益传输，第二部分是最大比传输，分别对应于PA和TP约束。给出了最优波束赋形向量的闭式表达，并提出了一种精确而简单的容量近似。最后，通过建立右酉不变（其中独立同分布和半相关瑞利衰落为其特例）衰落MIMO信道在联合功率约束下的各态历经容量，将上述结果扩展到MIMO情形。与固定MISO情形不同，这种情况下最优信令被证明是各向同性的。