28、工业4.0中的AI通信系统与物联网无线技术

工业4.0中的AI通信系统与物联网无线技术

1. MIMO天线性能参数

MIMO天线在现代通信系统中具有重要地位，其性能由多个关键参数决定。

1.1 分集增益（Diversity Gain, DG）

分集是MIMO天线的重要因素。当发射机和接收机在多信道路径中同时发送或接收多个信号时，可实现分集。整个通信系统的分集由分集增益决定，对于不相关天线，理想理论值为 -9.95 dB。分集增益越高，MIMO系统性能越好，用于描述MIMO系统在组合信号中相对于时间平均信噪比的增益增加情况，计算公式如下：
[ DG = \frac{G_e}{10^{\frac{1}{2}}} ]

1.2 平均有效增益（Mean Effective Gain, MEG）

MEG可通过被测天线接收的平均功率 (P_r) 与各向同性天线在相同环境中接收的平均功率 (P_{ref}) 的比值来表示，公式为：
[ G_e = \frac{P_r}{P_{ref}} ]
对于MIMO系统，MEG还可通过以下公式计算：
[ MEG = \int_{0}^{2\pi} \int_{0}^{\pi} \left( \frac{G_{\theta}(\theta, \varnothing) P_{\theta}(\theta, \varnothing)}{XPR + 1} + \frac{G_{\varnothing}(\theta, \varnothing) P_{\varnothing}(\theta, \varnothing)}{XPR + 1} \right) \sin\theta d\theta d\varnothing ]