P01914100尹自杨

1.在通信系统中，除了常见高斯白噪声还有哪些噪声会对我们无线传输造成影响？

脉冲噪声是突发性地产生的，幅度很大，持续时间比间隔时间短得多。由于其持续时间很短，故其频谱较宽，可以从低频一直分布到甚高频，但是频率越高其频谱的强度越小。电火花就是一种典型的脉冲噪声。脉冲噪声不是普遍存在的，对于话音信号的影响较小，但是在编码信道中，这类突发性的脉冲噪声会给数字信号的传输带来严重的后果，甚至发生一连串的误码。

窄带噪声可以看作是一种非所需的连续的已调正弦波，或简单地看作是一个振幅恒定的单一频率正弦波。通常它来自相邻电台或其他电子设备，其频谱或频率位置通常是确知的或可以预测的。

起伏噪声是遍布在时域和频域内的随机噪声，热噪声、电子管内产生的散弹噪声和宇宙噪声等都属于起伏噪声。起伏噪声无处不在，所以，在讨论噪声对通信系统的影响时，主要考虑起伏噪声，特别是热噪声（来自一切电阻性元器件中电子热运动。例如导线、电阻、半导体器件等）的影响。

2.在面临香农公式被逼近极限，未来无线通信会朝着哪些方向发展？

5G（第5代移动通信）使用的低频频段，跟我们现在用的4G（第4代移动通信）没有本质差异，主要是通过多输入与多输出技术（MIMO），非正交复用技术（NOMA）来提升信道的容量。到了6G阶段，由于5G技术已经逼近“香农极限”，所以会采取提升信道带宽的方式。目前，我国三大运营商的4G主力频段位于1.8GHz-2.7GHz之间，而国际电信标准组织定义的5G的主流频段是3GHz-6GHz，属于毫米波频段，而6G将迈入频率更高的太赫兹频段。6G信号的频率已经在太赫兹级别，所以在空间中传播的距离不像5G信号那么远，5G基站已经比4G基站密集很多了，而6G时代则会更密。这在顺带解决室内导航问题的同时，也会带来新的人与技术相处的关系。

从覆盖上看，在6G时代，卫星、航空平台、舰船、热气球等等，将共同搭建起一张集地面通信、卫星通信、海洋通信于一体的覆盖全球的通信网。沙漠、无人区、海洋等如今移动通信的“盲区”有望实现信号覆盖。

从应用上看，6G在空间通信、智能交互、触觉互联网、情感和触觉交流、多感官混合现实、机器间协同、全自动交通等场景都有极大的潜力。

3.简述MIMO信道的应用场景，举例针对MIMO信道容量的主要结论性成果，并给出推导过程。

多输入多输出（MIMO）技术通过充分开发空间资源，利用多个天线实现多发多收在不增加带宽和发射功率的情况下，可以成倍地提高信道容量，同时也可以提高信道的传输可靠性，降低误码率，综合利用了MIMO信道提供的空间复用增益和空间分集增益。

应用场景包括室内外、宏小区、微小区

C= max(H(Y)-H(W)) 当x，y服从循环对称复高斯分布时，互信息有最大值，此时:

H(Y) = log|πeRyy|

H(W) = log|πeσ2IM|=log|πeIM|

其中Ryy表示Y的自相关矩阵:

Ryy=E(YYH)=ρGQGM+IM

其中Q表示发射信号的自相关矩阵，则信道通量可以表示为:

C=max(log|IM+ρGQGH|)，Tr(Q)≤1

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