具有针孔效应的瑞利衰落广播信道中的时间反转通信

本文分析了具有$N$个输入（发射机）和$M$个输出（接收机）的独立多径瑞利衰落信道中的时间反转。主要解决的问题是统计稳定性条件、信息传输速率以及针孔效应。对于宽带信道，稳定性条件被证明为$MC\ll N_{\rm eff}B$；对于窄带信道，则为$M\ll N_{\rm eff}$，其中$C$是符号速率，$B$是带宽，$N_{\rm eff}$是发射机的{\em 有效}数量（可能小于1）。研究表明，当屏幕数量$n-1$相对于针孔数量的对数较小时，$N_{\rm eff}$由所有屏幕上发射机数量和针孔数量的{\em 调和}（或{\em 倒数}）{\em 和}给出。引入了时间反转阵列（TRA）元素有效数量的新概念，以推导稳定性条件并估计存在多屏针孔时的信道容量。在噪声功率每单位频率为$\nu$和平均总功率为$P$的约束下，信息速率在$M\wedge N_{\rm eff}\gg P/(\nu B)$区域内达到上确界$P/\nu$。特别是，当$N_{\rm eff}\gg M\gg P/(B\nu)$时，可以通过统计稳定、锐利聚焦的信号实现最优信息速率。