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多輸入多輸出(MIMO)技術是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，信號通過發(fā)射端和接收端的多個天線傳送和接收，從而改善每個用戶的服務質量(誤比特率或數據速率)。MIMO技術對于傳統的單天線系統來說，能夠大大提高頻譜利用率，使得系統能在有限的無線頻帶下傳輸更高速率的數據業(yè)務。目前，各國已開始或者計劃進行新一代移動通信技術(后3G或者4G)的研究，爭取在未來移動通信領域內占有一席之地。隨著技術的發(fā)展，未來移動通信寬帶和無線接入融合系統將成為熱門的研究課題，而MIMO系統是人們研究較多的方向之一。
為了更好地利用MIMO技術，必須深入研究MIMO信道特性，尤其是空間特性。與傳統信道不同的是，MIMO信道大多數情況下具有一定的空間相關性，而不是相互獨立的。在2001年11月的3GPP會議中，朗訊、諾基亞、西門子和愛立信公司聯合提出了標準化MIMO信道的建議。3GPP和3GPP2推薦的鏈路級MIMO信道的建模方法有兩個：基于相關(Corrlration-Based)的方法和基于子徑(EAGC-A14H)的方法。盡管3GPP和3GPP2對鏈路級的信道參數進行了定義，但是對于如何實現并沒有達成共識。研究信道的相關性對系統容量的影響成為MIMO技術的研究方向之一。
早期關于MIMO技術的研究大多數集中在單用戶點到點的環(huán)境中，而沒有考慮其他用戶的共信道干擾。最近，人們將研究重點逐漸轉移到多用戶MIMO信道中。在多用戶MIMO系統的下行鏈路中采用空分多址(SCDMA)可以給系統吞吐量帶來可觀的收益。這樣的多用戶MIMO系統的技術難點在于如何設計發(fā)射向量以消除用戶間共信道的干擾。典型的“最佳問題”包括功率受限時的容量問題(最大化和信息速率)或用以滿足每個用戶特定QoS的功率控制問題(最小化發(fā)射功率)。雖然對于一般的多用戶MIMO信道，這兩個問題都沒有閉環(huán)解決方案，但是強加某些特定的限制時可以得到閉環(huán)解決方案。最常見的包括：塊對角化、逐次最優(yōu)化、波束成形法以及結合空時編碼來消除多用戶之間的干擾。
從理論上來說，多天線多址系統的容量域已經非常清楚，但是如何讓容量域滿足各種用戶對傳輸速率的要求，仍然沒有很好地解決。從結構來看，這是一個非線性優(yōu)化問題，采用傳統的凸優(yōu)化方法雖然可以解決，但是計算量會非常龐大，必須尋找簡單快速的方法。在某些特殊情況下，比如，多用戶和容量(所有用戶的速率加權值一樣)的優(yōu)化問題，有文獻已經提出了非常有意義的多用戶注水迭代算法，這種方法充分利用了原始優(yōu)化問題的結構，利用矩陣理論和凸優(yōu)化理論快速迭代求解。但是這種特殊情況對于實際網絡來說沒有太大的意義，因為實際網絡中不同用戶位于網絡的不同位置，采用相同速率加權值的做法會導致網絡邊緣用戶的傳輸速率得不到保證，所以應對長期傳輸速率比較低的用戶給予較大的速率加權值以提高該用戶的傳輸速率。
由于存在天線間和用戶間干擾，所以多天線廣播信道屬于非退化(non-degraded)的廣播信道，并且其容量域一直不明確。對于可退化(degraded)的廣播信道，比如單天線廣播信道，已經有了其容量域以及各個用戶的速率分配方法。近年來，對于多天線廣播信道容量域的研究也取得了很大進展。其中，DPC技術是解決多天線廣播信道容量域問題的關鍵。
