This capacity bound evolved over th

This capacity bound evolved over the consecutive years to encompass wireless singleinput-single-output (SISO) and later wireless multiple-input-multiple-output (MIMO) channels. The latter can be accomplished by systems where several antenna elements are available at the transmitter and receiver side. The landmark contributions by Telatar [2] and
Foschini & Gans [3] have demonstrated that the capacity of a MIMO system exceeds the
capacity of a SISO system.
For example, a single wireless link can be shown to offer a capacity of approximately
3 bits/s/Hz at a signal-to-noise ratio (SNR) of 10dB. Such a spectral efficiency is rather
poor for high data rate services, which could hence only be delivered by opening up the
frequency spectrum; however, this is not a viable solution for many years to come.
However, recently explored MIMO channels promise to meet the required spectral efficiency of up to several tens of bits/s/Hz in dependency of the communication scenario [2, 3].
The immediate price to pay is an increased transceiver complexity. However, these costs
fall short in comparison to the potential capacity gained.
The capacity for MIMO channels derived in [2] and [3] are known to depend on the
correlation between the transmitting and receiving antenna elements [4]. The reason is that
the extra capacity is provided through spatially uncorrelated sub-channels. A high correlation among the antenna elements reduces the MIMO wireless channel towards that of a
single link channel. Therefore, failing to provide uncorrelated antenna elements prevents the
deployment of high capacity MIMO systems. The main challenge a MIMO communications
engineer thus faces in practice is to design an antenna array with mutually decorrelated
antenna elements. Correlation among the antenna elements is firstly influenced by the
surrounding environment and secondly by the transceiver hardware design.
A dominant plane wave arriving at the receiving array is seen to be highly correlated
between array elements, whereas a field resulting from impinging waves from all directions
tends to be uncorrelated at a distance d ≈ λ/2 between antenna elements, where λ is the
wavelength [4]. In conjunction with this behaviour another dilemma occurs in practice: for
line-of-sight communication, the field tends to be highly correlated thus counteracting the
capacity improvement promised by MIMO channels.
As for the hardware design, correlation among the antenna elements is caused if their
mutual spacing is too small causing electromagnetic coupling [5].
MIMO channels hence promise an increase in capacity only if decorrelated signals are
present at the antenna elements. Naturally, physical limitations within the mobile terminal
will lead to mutual correlation among the elements jeopardizing MIMO capacity bounds.
A solution to overcome this problem by means of spatially distributed antenna elements,
termed Virtual Antenna Arrays, is introduced and analysed in this thesis.

Kết quả (Việt) 1:

Ràng buộc khả năng này phát triển trong những năm liên tiếp để bao gồm không dây singleinput-đơn-ra (SISO) và sau đó wireless nhiều-đầu vào-nhiều-đầu ra (MIMO) Kênh. Sau này có thể được thực hiện bởi hệ thống nơi nhiều ăng-ten yếu tố có sẵn ở phía máy phát và máy thu. Đóng góp mốc bởi Telatar [2] vàFoschini & Gans [3] đã chứng minh rằng khả năng của một hệ thống MIMO vượt quá cáckhả năng của một hệ thống SISO.Ví dụ: một liên kết không dây duy nhất có thể được hiển thị để cung cấp sức chứa khoảng3 bit/s/Hz tỷ lệ tín hiệu đến tiếng ồn (SNR) của 10dB. Một hiệu quả quang phổ là khánghèo cho các dịch vụ dữ liệu cao tỷ lệ, và do đó có thể chỉ được chuyển giao bằng việc mở cácphổ tần số; Tuy nhiên, điều này không phải là một giải pháp khả thi trong nhiều năm tới.Tuy nhiên, mới khám phá MIMO kênh hứa hẹn để đáp ứng yêu cầu hiệu quả quang phổ của lên đến hàng chục nhiều bit/s/Hz trong sự phụ thuộc của các kịch bản giao tiếp [2, 3].Giá ngay lập tức phải là một phức tạp tăng thu phát. Tuy nhiên, các chi phírơi ngắn so với năng lực tiềm năng đã đạt được.Sức chứa tối đa MIMO kênh có nguồn gốc trong [2] và [3] được biết là phụ thuộc vào cácsự tương quan giữa các truyền và nhận yếu tố ăng-ten [4]. Lý do lànăng lực phụ được cung cấp thông qua các kênh trong không gian không phụ. Một sự tương quan cao trong số các yếu tố ăng-ten làm giảm các kênh không dây MIMO theo hướng của mộtkênh liên kết duy nhất. Do đó, không cung cấp ăng-ten không yếu tố ngăn chặn cáctriển khai các hệ thống MIMO công suất cao. Thách thức chính một truyền thông MIMOkỹ sư do đó khuôn mặt trong thực hành là để thiết kế một mảng ăng-ten với cùng decorrelatedyếu tố ăng-ten. Sự tương quan giữa các yếu tố ăng-ten thứ nhất bị ảnh hưởng bởi cácmôi trường xung quanh và thứ hai bởi thiết kế phần cứng của máy thu phát.Một làn sóng chi phối máy bay đến các mảng nhận được anime được đánh giá cao tương quangiữa mảng yếu tố, trong khi một lĩnh vực mà kết quả từ impinging sóng từ mọi hướngcó xu hướng được không ở khoảng cách d ≈ λ/2 giữa yếu tố ăng-ten, λ ở đâu cácbước sóng [4]. Kết hợp với hành vi này tiến thoái lưỡng nan khác xảy ra trong thực tế: choline-of-sight giao tiếp, trường có xu hướng được đánh giá cao tương quan do đó chống lại cáccải thiện năng lực của MIMO kênh.Đối với thiết kế phần cứng, mối tương quan giữa các yếu tố ăng-ten được gây ra nếu củalẫn nhau khoảng cách là quá nhỏ gây ra khớp nối điện từ [5].MIMO kênh do đó hứa hẹn sự gia tăng trong khả năng chỉ nếu decorrelated tín hiệuhiện diện trong các yếu tố ăng-ten. Đương nhiên, những hạn chế vật lý trong thiết bị đầu cuối điện thoại di độngsẽ dẫn đến sự tương quan lẫn nhau giữa các yếu tố jeopardizing MIMO khả năng giới hạn.Một giải pháp để khắc phục vấn đề này bằng phương tiện của các yếu tố trong không gian phân phối ăng-ten,gọi là ảo ăng-ten mảng, được giới thiệu và phân tích trong luận án này.

Kết quả (Việt) 2:

Năng lực này bị ràng buộc phát triển qua nhiều năm liên tiếp để hoàn thiện dây singleinput-single-đầu ra (SISO) và sau đó dây multiple-input-multiple-output (MIMO) kênh. Sau này có thể được thực hiện bằng hệ thống mà một số thành phần ăng-ten có sẵn ở máy phát và máy thu bên. Những đóng góp mang tính bước ngoặt bởi Telatar [2] và
Foschini & Gans [3] đã chứng minh rằng năng lực của một hệ thống MIMO vượt quá
khả năng của một hệ thống SISO.
Ví dụ, một liên kết không dây duy nhất có thể được hiển thị để cung cấp một công suất khoảng
3 bit / s / Hz ở một tỷ lệ tín hiệu-to-noise (SNR) của 10dB. Một quang phổ hiệu quả như vậy là khá
nghèo cho các dịch vụ dữ liệu tốc độ cao, có thể vì thế chỉ được giao bằng cách mở các
phổ tần số; Tuy nhiên, đây không phải là một giải pháp hữu hiệu cho nhiều năm tới.
Tuy nhiên, các kênh MIMO vừa khám phá hứa sẽ đáp ứng hiệu quả quang phổ cần đến vài chục bit / s / Hz trong sự phụ thuộc của kịch bản truyền thông [2, 3].
giá ngay lập tức phải trả là một phức tạp thu phát tăng lên. Tuy nhiên, những chi phí này
rơi ngắn so với công suất tiềm năng tăng giá.
Năng lực cho các kênh MIMO có nguồn gốc trong [2] và [3] được biết là phụ thuộc vào
tương quan giữa truyền và nhận các phần tử ăng ten [4]. Lý do là
công suất thêm được cung cấp thông qua các không gian tương quan tiểu kênh. Một sự tương quan cao giữa các yếu tố ăng-ten làm giảm các kênh không dây MIMO theo hướng đó của một
kênh liên kết duy nhất. Vì vậy, việc không cung cấp các yếu tố ăng-ten không tương quan ngăn cản
việc triển khai các hệ thống MIMO suất cao. Thách thức chính là một thông tin liên lạc MIMO
kỹ sư do đó, gặp trong thực tế là thiết kế một mảng ăng-ten với decorrelated cùng có
yếu tố ăng-ten. Sự tương quan giữa các yếu tố ăng-ten được trước hết là ảnh hưởng bởi
môi trường xung quanh và thứ hai bằng việc thiết kế phần cứng thu phát.
Một làn sóng máy bay chiếm ưu thế khi đến mảng nhận được coi là có sự tương quan
giữa các phần tử mảng, trong khi một lĩnh vực do sóng tác động đến từ mọi hướng
có xu hướng được không tương quan ở một khoảng cách d ≈ λ / 2 giữa các yếu tố ăng-ten, nơi λ là
bước sóng [4]. Cùng với hành vi này tiến thoái lưỡng nan khác xảy ra trong thực tế: cho
giao tiếp line-of-sight, lĩnh vực này có xu hướng liên quan chặt chẽ như vậy, đối phó với những
cải tiến khả năng hứa hẹn bởi các kênh MIMO.
Đối với việc thiết kế phần cứng, tương quan giữa các yếu tố ăng-ten gây ra nếu họ
khoảng cách lẫn nhau là quá nhỏ gây ra khớp nối điện [5].
kênh MIMO do đó hứa hẹn một sự gia tăng năng lực chỉ khi tín hiệu decorrelated là
hiện nay các yếu tố ăng-ten. Đương nhiên, những hạn chế vật lý trong thiết bị đầu cuối di động
sẽ dẫn đến sự tương quan lẫn nhau giữa các yếu tố gây nguy hiểm cho giới hạn năng lực MIMO.
Một giải pháp để khắc phục vấn đề này bằng các phương tiện của các phần tử ăng ten phân phối không gian,
gọi là ảo Antenna Mảng, được giới thiệu và phân tích trong luận án này.