33、多用户MIMO系统的信道容量与传输方法解析

多用户MIMO系统的信道容量与传输方法解析

在多用户MIMO系统中，信道容量和传输方法是关键的研究领域。下面我们将详细探讨MAC和BC信道的容量，以及几种常见的广播信道传输方法。

1. MAC和BC信道容量分析

• MAC信道容量
  • 从接收到的信号中消除干扰后可得：$\tilde{y} {MAC} = y {MAC} - H_{UL}^1 x_1 = H_{UL}^2 x_2 + \begin{bmatrix}z_1 \ z_2\end{bmatrix}$ 。通过检测无干扰信号 $\tilde{y} {MAC}$ 中的 $x_2$，可以实现速率 $R_2 = \log_2(1 + |H {UL}^2|^2 P_2)$ 。线段AC上的其他速率点，如点B，可通过点A和点C的多址接入方案进行时分复用或速率分割来实现。MAC信道的总速率容量与 $\min(N_B, K - N_M)$ 成正比。
• BC信道容量
  • 高斯广播信道的容量区域仍是一个未解决的问题。对于特殊情况 $N_B = 2$，$N_M = 1$ 和 $K = 2$，可使用脏纸编码（DPC）来实现下行链路信道容量。此时，接收信号可表示为：$\begin{bmatrix}y_1 \ y_2\end{bmatrix} = \begin{bmatrix}H_{DL}^1 \ H_{DL}^2\end{bmatrix} \begin{bmatrix}x_1 \ x_2\end{bmatrix} + \begin{bma