2011年水声MIMO信道容量提升与瑞利衰落模型研究

本文主要探讨了2011年4月发表在《西北工业大学学报》第29卷第2期的一篇论文，标题为“水声MIMO信道模型和容量分析”。该研究关注的是随着水声通信技术的发展，如何应对水声信道时变多径特性对系统性能提出的挑战，特别是关于信道容量的提升。文章指出，信息理论研究表明，采用多输入多输出(MIMO)系统在水声通信中具有显著的改进信道容量的潜力。 作者张散、张小药和乔宏乐基于瑞利衰落统计模型和射线模型，构建了一个时变的MIMO水声信道模型，详细分析了多径时延以及发射和接收阵元数对信道容量的影响。通过湖试信道的测量数据，他们展示了信道的功率延迟线，并给出了不同信道的中断容量结果。研究发现，与单输入单输出(SISO)信道相比，MIMO水声信道能明显提高容量，且在多径衰落环境中，其优势更为明显，相比于平坦衰落信道，能获得更大的容量增益。 文中强调，MIMO技术对于优化水声信道容量具有重要的实用价值，特别是在设计和改进水声通信系统性能方面提供了理论依据。作者通过实验测量证实了MIMO结构在处理多径扩展时的优势，不仅能改善中断容量，还能提升遍历性容量，这使得MIMO结构更适合于多径环境下的水声通信系统。 本研究为理解水声MIMO信道的特性和优化其容量提供了深入的理论基础，对于推动水声通信技术的发展和应用具有重要意义。