陈常山，张 申，魏 培

(中国矿业大学物联网研究中心;信息与电气工程学院，江苏 徐州 221000)

责任编辑:许 盈

MIMO可以在无需增加带宽的情况下，大幅提高信道容量，被认为是下一代无线通信的关键技术［1］。但在实际应用中MIMO信道容量受多方面的影响，很多学者对实际环境中MIMO信道容量的影响作了大量研究［2-7］，这些研究论文都从一个或几个方面对影响MIMO信道容量的因素进行了深入探讨，并据此给出了一些理论建议，这对于实际应用中尽可能达到最大容量是有益的。然而如何在实际中限制性条件下使MIMO信道容量最大化是一个要考虑的问题。本文综合考虑影响MIMO信道容量的因素，利用量子粒子群算法，在既定的条件下给出MIMO系统架构的最优方案。

1 MIMO信道容量影响因素

1.1 天线数量

MIMO信道容量是随着收发天线数的较小值成线性增加的关系［8-9］，图1是对MIMO在不同收发天线数目下的信道容量的仿真，其中Tx为发射天线数，Rx为接收天线数。

图1 不同收发天线数目下MIMO信道容量

由图1可以发现，相比较于传统的一发一收形式，MIMO的信道容量有了显著增加，但实际应用中空间和复杂度的限制，天线数目并不能无限扩展，这就需要在有限的条件下给出最合理的天线设计。

1.2 天线阵列结构

以线性天线阵为例，在不同的天线间隔，以及不同的扩展角条件下，MIMO的信道容量有较大差别［10-11］，因为这些因素都在不同程度上影响天线之间的相关性，而天线之间的相关性是决定MIMO信道容量的关键因素［12］，图2仿真的是不同相关系数下MIMO信道容量的比较，这里以2×2为例。……