一种基于几何统计的卫星移动MIMO信道模型

结合统计模型复杂度低和几何模型精确度高的优点,提出了一种基于几何统计的双极化卫星移动多输入多输出(MIMO)系统的信道建模理论。该模型总体上使用几何模型的建模思路,采用射线追踪方法对信道中传输的射线进行追踪,重点关注各条射线的各种小尺度参数,在实际计算中引入统计学方法对各种小尺度参数进行建模与处理,同时考虑信道环境造成的信号衰减以及信道环境对射线极化的影响,完成了信道模型的建立。根据已完成的建模理论,利用Matlab实现极化卫星移动MIMO信道的建模与仿真。通过与增强型统计模型仿真结果进行比较,得出了此几何统计模型是正确的,并可在一定程度上提高建模准确性的结论。     

MIMO信道模型分析﹡

无线信道作为移动通信传输媒介,所有信息包含其中.要想充分利用频谱资源并且使传输信息的质量和容量最大化,信道特性应被清楚了解.同时,研究移动通信4G技术在复杂的无线传播环境中性能,离不开MIMO信道模型,因此对MIMO信道模型的分析十分必要.简要介绍了MIMO信道模型分类,并着重研究了基于几何分布统计信道模型的基础模型—SCM信道模型.最后对多普勒、时延扩展以及角度扩展仿真分析,验证了SCM信道建模的正确性.     

基于相关统计建模的实时MIMO信道模拟器设计

多输入多输出(Multiple Input and Multiple Output,MIMO)信道的空间相关性极大程度上影响着MIMO系统的性能.基于相关统计建模的空间相关性MIMO信道模型,通过合理的软硬件划分,设计了一种高资源利用率的MIMO信道实时模拟方案,实现了实时MIMO信道模拟器.针对3GPP标准MIMO信道模型进行模拟,硬件模拟结果统计分析表明本方案模拟的MIMO信道特征能够与理论特征很好地吻合,具有良好的模拟精度.可扩展的信道模拟方案能够直接扩展到支持更多天线数目的MIMO信道的实时模拟.     

基于无线通信的MIMO信道建模估计技术研究

随着我国经济的快速发展,我国的通信水平也得到了飞速的发展。在近几年我国的无线通信系统的发展过程中,多入多出(MIMO)技术得到了广泛的应用。其中,MIMO信道所特有的空间特性对空间信号处理的关键性决定,只有做到对MIMO信道性能充分的认识,才能有效的信道的模型进行因地制宜的建立,只有这样才能真正高效的对信道容量进行提升,从而保证MIMO信道建模顺利的完成,并达到预期的效果。本文通过对无线通信MIMO信道建模的阐述,对基于无线通信的MIMO信道建模估计技术进行了分析。     

一种新的MIMO信道模型

实际无线通信环境中发送天线之间以及接收天线之间存在相关性.针对以上特点,从多径MIMO信道的特性出发,首先建立发射天线相关系数矩阵和接收天线相关系数矩阵,并将它们引入无线信道的莱斯MIMO信道模型中.最后通过分析LOS MIMO信道相关模型和瑞利衰落MIMO信道相关模型,给出了具体的建模步骤.仿真结果表明采用本文方法产生的信道模型的MIMO系统误码率更低,从而验证了该信道模型能够较好地模拟MIMO系统的空间信道.     

基于阵列流形分离的多输入多输出信道模型

基于三维阵列流形分离技术,建立了一种天线独立的随机多输入多输出(MIMO)信道模型。将天线阵列的导向矢量进行球谐基函数展开,实现了天线阵列和无线传播环境的分离。对分离出的无线传播环境部分单独进行基于空间相关性的统计建模,得到了一种天线独立的解析MIMO信道模型。所建模型可方便用于MI-MO系统性能评估与分析设计。以圆柱阵列和球阵列为例,仿真验证了新模型的正确性和有效性。     

工业物联网中基于球面波的波束域信道建模

随着天线阵列的增大,传统MIMO信道中的广义平稳(Wide-Sense Stationary, WSS)假设已失效,在大规模MIMO信道中,近场效应和非平稳性越发明显。针对波束域信道建模(Beam Domain Channel Model, BDCM)中尚未考虑到的大规模MIMO特性,将几何随机建模(Geometry-Based Stochastic Model, GBSM)中的天线域转换到波束域,提出了一个引入球面波假设的波束域信道模型。基于提出的模型,推导了时空相关函数(Spatial-Temporal Correlation Function, ST-CF),并研究了球面波假设对时空相关性的影响。通过波束扩展参数的模拟仿真表明,球面波假设下波束域信道模型具有良好的准确性。     

MIMO信道的GBDB模型及其信道容量分析

针对非频率选择性Rice衰落MIMO移动信道，建立GBDB模型，并推导出新的MIMO系统的GBDB模型的空时联合相关函数。新的GBDB模型统一现有的多种MIMO信道模型，新的空时联合相关函数综合考虑了无线衰落信道收发两端的多普勒扩展、非均匀角度扩展以及平均发射与到达方向，综合考虑了收发端天线阵的配置。最后基于新的空时联合相关函数，分析了非均匀散射参数以及Rice分布参数变化对MIMO信道统计容量的影响。     

超大规模MIMO信道测量建模研究综述

超大规模多天线技术(Extra-large Scale Massive Multiple-Input Multiple-Output,XL-MIMO),是5G大规模MIMO进一步向更高空间维度的扩展和延伸。随天线数目大幅增加,XL-MIMO部署呈现超大孔径阵列等新形态;其传播信道在5G大规模MIMO信道模型近场传播、空间非平稳等特性基础上,进一步呈现出用户可视区域不同等新特点,因此,需要新的模型架构对其进行描述。基于此,对文献中XL-MIMO相关的信道测量、特征分析与建模方法进行综述。从传统无线信道模型出发,对有限维MIMO、大规模MIMO、XL-MIMO共同的信道建模理论与手段、随阵列尺寸增加所表现出的信道新特性以及新特性所催生的新模型架构进行了详细阐述,对XL-MIMO信道特性下出现的挑战与机遇进行了展望,以期为未来超大规模MIMO传输设计提供重要参考。     

一种基于随机散射簇的非平稳3D空间信道模型

针对大规模MIMO信道的近场效应和非平稳特性,该文提出适用大规模MIMO信道的一种基于随机散射簇的非平稳3D空间信道模型。采用抛物波前代替球面波前建模近场效应,并分析抛物波前条件下该模型的信道容量。对于大规模MIMO信道的非平稳特性,提出基于散射簇的有效概率确定收发天线阵元的有效散射簇集合,从而建模散射簇沿天线阵列轴的随机演变来合理描述散射簇的出现和消失。仿真结果表明,用抛物波前和有效散射簇的随机演变来建模大规模MIMO信道特征是很好的候选方法。     

基于双柱的无人机城市环境信道建模

多极化天线系统能够在保持低天线间相关性的同时减小设备尺寸,因此对于小型无人机的无线通信系统具有很大的潜力。利用基于双圆柱的几何理论,提出了一种极化多输入多输出(MIMO)信道模型。几何方法用于模拟信道去极化,其中散射体的MIMO信号强度由简化的射线追踪方法确定。该建模方法提供了一种分析计算MIMO极化信道脉冲响应(CIR)的机制,并进一步推导出交叉极化鉴别(XPD)和MIMO信道的时频特性。此外,还进行了适当建模参数的数值仿真分析。     

MIMO无线通信系统的信道建模

MIMO信道的空时特性是决定空时信号处理的关键,一个体现信道衰落特性的MIMO信道模型对MIMO技术的研究和应用是至关重要的。本文回顾了MIMO信道建模的发展,阐述了几个典型的信道模型,指出其适用范围,给出了几个需进一步考虑的关键特性。     

三维MIMO信道物理模型的统计特征

提出以散射矩阵来概括并简化电波传播过程中散射体对电磁波的影响,并对传统的距离分集和极化分集多入多出（MIMO）信道模型进行扩展,建立了一种可以应用于各种分集情况的三维通用MIMO物理信道模型。再以此模型为基础,对三维环境中的MIMO信道统计特征进行了研究,推导出任意情况下交叉极化鉴别度（XPD）和子信道间相关性的计算方法,并进行了仿真验证。仿真结果表明从文中所提出信道模型提取得到的统计特征与理论分析的结果是相符的。     

MIMO信道建模方法

对MIMO衰落信道的精确描述是设计多天线无线系统非常重要的一个要求。首先简要介绍了MIMO技术的发展史,同时详细介绍了MIMO信道的建模方法,比较了不同建模方法之问的异同。着重介绍了射线追踪方法构建MIMO信道模型的方法,给出了在确定性环境中的信道矩阵的构建方法。同时给出了信道容量的计算方法。     

基于多项式内插的MIMO时间-频率双选择性信道的信道估计

数据的高速率传输以及终端的高速移动,导致无线通信信道具有时间选择性与频率选择性两个特征。该文主要研究了数据分组传输方式下,基于导频符号辅助调制(PSAM)的多输入多输出(MIMO)时间-频率双选择性信道的信道估计问题。首先,将时间-频率双选择性MIMO信道,建模为一个随时间变化的多项式内插信道模型;然后,根据信道Doppler衰落速率、多项式模型中的误差项,确定出模型的阶数以及整个数据块的长度;最后,基于该多项式内插信道模型,提出了采用PSAM的MIMO双选择性信道估计方法。实验结果表明该算法在时间-频率双选择性衰落信道下具有较好的性能。     

空时相关复合衰落多输入多输出信道模型研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)无线传播环境,综合考虑路径损耗、阴影衰落和多径衰落影响,提出一种基于Nakagami-Lognormal分布的相关复合衰落MIMO信道模型,推导并获得各信道自相关和互相关系数的理论表达式;提出一种基于谐波叠加思想的复合衰落MIMO信道仿真方法,并分析了该方法输出信道衰落的空时相关特性.数值仿真结果表明:仿真模型输出统计特性均与理论模型吻合;各子信道之间存在互相关性且随阴影衰落方差减小而下降,而自相关性则呈现快速起伏并缓慢下降的特性.     

空时频MIMO信道建模与实现

该文根据角度功率谱、多普勒谱、功率时延谱及收发两端天线的结构,建立了一种多抽头的宽带MIMO信道模型。在建模过程中提出了一种改进的成形滤波器法,通过加入随机相移来消除各条路径的相关性,从而能够更好地仿真出独立的衰落信道。利用Matlab软件,创建了一个无线MIMO信道仿真平台,并针对3GPP标准MIMO信道模型进行了仿真。仿真结果表明用该文方法产生的信道特性与理论结果十分接近,从而验证了改进信道模型能够较好地模拟MIMO系统的空间信道。     

基于PSAM的MIMO时间-频率双选择性信道的信道估计

数据的高速率传输以及终端的高速移动,导致无线通信信道具有时间选择性与频率选择性两个特征.本文主要研究了数据分组传输方式下,基于导频符号辅助调制(PSAM)的多输入多输出(MIMO)时间-频率双选择性信道的信道估计问题.首先,将时间-频率双选择性MIMO信道,建模为一个随时间变化的多项式内插信道模型;然后,根据信道Doppler衰落速率、多项式模型中的误差项,确定出模型的阶数以及整个数据块的长度;最后,基于该多项式内插信道模型,提出了采用PSAM的MIMO双选择性信道估计方法.实验结果表明本文的算法在时间-频率双选择性衰落信道下具有较好的性能.     

基于球面波的非平稳性MIMO信道建模

提出了一种新的无线通信物理信道模型，可用于研究多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统中天线与传播信道之间的相互作用。利用球矢量波系数展开、天线散射矩阵和非平稳性建模，推导出了信道矩阵的扩展形式。引入了剥离天线影响的信道矩阵，并将其协方差统计量表示为共极化分量和交叉极化分量的双边功率角谱(Double-Directional Power-Angular Spectrum, DD-PAS)的函数。模型对于研究指定传播信道中天线设计具有重要价值，对MIMO系统在典型的传播环境中的应用进行了仿真分析，验证了所提出信道的准确性，结果表明提出的模型可以用于未来无线通信系统建设中。     

3G LTE空间信道模型的三维修正及容量分析

空间信道模型SCM(Spatial Channel Model)是3GPP用于LTE系统仿真的MIMO二维信道模型。本文在SCM模型的基础上,综合考虑基站端和移动台端电波的离开角和到达角的三维特性,给出了三维MIMO信道模型的信道参数描述,提升了信道建模的准确度,并推导出该信道模型下包含极化特性的MIMO信道系数表达式。同时探究了天线间距、水平角扩展、俯仰角扩展等对MIMO信道空时相关性的影响。研究结果显示,随着俯仰角扩展从0°到60°增大,散射环境越来越强,信号在空间的色散度越高,不同天线单元接收到的信号之间的相关性越小,信道容量将会越大。