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在无线通信领域,MIMO(多输入多输出)技术通过利用多个天线收发信号显著提升了信道容量。本文以2×2 MIMO系统为例进行仿真分析,同时结合注水定理(Water-filling)深入解析功率分配策略。
2×2 MIMO系统采用两根发射天线和两根接收天线,通过空间复用增益实现数据传输效率的倍增。其核心在于信道矩阵的构建与奇异值分解(SVD),将信道转化为多个并行子信道。每个子信道的增益取决于信道条件,而注水定理则用于动态分配发射功率——类似往凹凸不平的容器中注水,更多功率会分配给信道质量更好的子信道,从而最大化总容量。
仿真中需重点关注信噪比(SNR)与功率分配的联动关系:低SNR时注水定理趋向平均分配,高SNR时则集中功率于优质子信道。这一原理不仅适用于2×2系统,还可扩展至更大规模的MIMO架构,为5G及后续通信技术的资源优化提供理论基础。