近场MIMO信道容量的理论分析与中频实验验证
信号处理
2025-06-23 v1
摘要
随着多输入多输出 (MIMO) 阵列规模和载波频率的增加，近场MIMO通信将在6G无线网络中发挥关键作用。由于MIMO近场范围的扩大，近场MIMO容量的研究引起广泛关注。本文聚焦近场MIMO容量的理论分析与实证研究。首先，从电磁信息视角刻画近场信道模型。其次，基于均匀平面阵列 (UPA)，分析基于有效自由度 (EDoF) 的信道容量，并详细推导闭式解析表达式。最后，基于13 GHz频段的近场信道测量实验数值验证，揭示UPA类型MIMO系统的信道容量随通信距离增加而连续降低。可以观察到，在接收端和发射端都采用大规模MIMO时，近场信道容量增益相对明显，但在实际通信系统中若接收端天线阵列较小，近场信道容量增益可能受到限制。本工作将为近场通信系统提供一些参考。
引用
@article{arxiv.2506.15972,
title = {Theoretical Analysis of Near-Field MIMO Channel Capacity and Mid-Band Experimental Validation},
author = {Haiyang Miao and Jianhua Zhang and Pan Tang and Heng Wang and Lei Tian and Guangyi Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15972},
year = {2025}
}