通信基础知识_通信增益

什么是信道增益？
信道增益可以随着时间变化、也可以不随着时间变化，如果位置不变，周边位置没有发生任何改变，电磁波传播路径较为稳定。如果处于移动的状态，那么信道增益会宿舍多普勒频移、天线相位、路损、波束成形矢量等因素有关。

什么是多普勒频移？

多普勒频移的意思是，当移动台以恒定的速率沿着某一方向移动的时候，由于传播路长差距的问题，会造成相位和频率的变化，通常将这种变化，成为多普勒频移。他揭示了波的属性，再运动中发生变化的规律。当，运动在波源前面的时候，波会被压缩，波长变得较短，频率变得较高；当运动在波源后面的时候，会产生相反的效应，波长变得较长，频率变得较低。

信道增益包括：传输速率、信噪比、信道增益、噪声功率。

信道增益是指，信道系数h，描述的是信道本身的衰减和衰落特性。

信道增益状态信息，在无线通信领域就是CSI，就是通信链路的信道属性，他描述了信号在每条传输路径上的衰弱因子，即信道增益矩阵H中每个元素的值，如：信号的散射 Scattering，环境衰弱。

信道容量，也就是，最大传输速率：

香农公式，给出了连续的信道容量，其中S\N,为信噪比，就是信号功率和噪声功率的比例。

什么是信干噪比？什么是信噪比

信干噪比（SINR） signal to interference plus Noise Ratio

信干噪比，比信噪比多了对于同频干扰、多径干扰的考虑，这是系统本身和异系统带来的干扰。

什么是多输入多输出？

多输入多输出技术，是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接受天线，使得信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。它能够充分利用空间资源，通过多个天线实现多发多收，在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下，可以成倍的提高系统信道容量，显示出明显的优势、广泛应用于第四代通信技术中。

研究发现，当小区的基站天线数目趋于无穷大的时候，加性高斯白噪声和瑞利衰落等负面免影响全都可以忽略不计，数据的传输速率能够得到极大的提升，这是第五代通信技术中提高体统容量和频谱利用率的关键技术。

什么叫波束赋形？

波束赋形，源于阵列信号处理学术方向，是一种基于天线阵列的信号预处理技术，其利用信道的空间特性和电磁波的干涉原理，通过调整天线阵列中每个阵元的复加权稀疏产生具有可控指向性的波束，从而能够获得较高的波束赋形增益。波束技术在扩大覆盖范围，改善边缘吞吐量和抑制干扰等方面都具有很大的优势。

什么是通信的空间相关性？

在通信领域中，空间相关性是指在无线通信系统中，不同接受天线之间的信号传输存在相关性或者相关关系。这种相关性是由不同接受天线之间的多径传播引起的，即信号通过不同路径到达接受天线，形成了多个接受信号。

在单用户场景下，利用接受天线之间的空间相关性的低秩性质。

在单用户场景中，由于只涉及一个用户的信号传输，接受天线之间的空间相关矩阵具有一种低秩性质，这意味着这些矩阵可以通过较少的主成分活特征向量来近似表示，而忽略较小的特征值。

多输入多输出 导致 需要很多的天线。

需要很多的天线 导致 成本高

一个解决方案，是不对称的接受和发射天线数量。

但是，这种不对称的维度同样导致了，信道维度的不一致性，在上链路和下链路中。

下链路大， 上链路高。一个问题就是，如何准确的回复高维度的下链路，利用小维度的上链路。

利用上行链路回复权威都的下行链路信道状态CSI的意义？

下行链路预编码和波束赋形，在MIMO系统中，下行链路的传输性能可以通过预先编码和波束赋形来优化。然而，为了有效地进行预先编码和波束赋形，需要准去恶的下行链路的CSI。通过利用上行链路恢复下行链路的CSI，可以获取到用户设备到基站的信道信息，从而能够更准确的进行预先编码和波束赋形，提高系统的传输效率和可靠性。