3D寬帶MIMO信道建模與模型分析.pdf

1、信道模型是無線通信系統(tǒng)設(shè)計和通信算法技術(shù)評估的基礎(chǔ)，因此準確地對信道進行建模至關(guān)重要。目前主流的信道建模方法為基于幾何統(tǒng)計的隨機信道模型(Geometry-based Stochastic Channel Models,GSCM)，該模型具有復雜度折中、適用載頻大、能反映信道的長期統(tǒng)計特性等特點。其建模核心思想是利用具有一定參數(shù)(大尺度參數(shù)、小尺度參數(shù)以及多普勒頻率等)的簇的疊加來生成最終的信道矩陣。但是目前的GSCM信道模型是在二維平

2、面內(nèi)進行建模的，忽略了收發(fā)天線間的高度差，沒有包含實際傳播環(huán)境中俯仰維度的信息，缺乏對信道在三維空間內(nèi)色散情況的建模，不能精確描述實際傳播信道。因此本論文對從測量數(shù)據(jù)中提取3D信道參數(shù)、基于WINNER II模型建立完整的3D信道模型進行了研究。主要工作內(nèi)容如下：
　　1.完整地提出了基于SAGE算法的3D信道參數(shù)提取方法。該算法可以實現(xiàn)使用均勻線性天線陣列(ULA)作為實際信道探測的天線設(shè)備，由實際探測得到的沖激響應(CIR)數(shù)

3、據(jù)來提取信道中多徑分量的空-時-頻的三維信息。解決了SAGE算法在參數(shù)提取的實現(xiàn)中關(guān)于3D波程差的計算以及基于探測設(shè)備發(fā)射信號時間幀結(jié)構(gòu)的發(fā)射脈沖信號建模的問題。算法所提取的多徑參數(shù)可用于后期建模。本文給出了算法的實現(xiàn)結(jié)果，并對其性能進行分析。
　　2.在GSCM的建模方法和WINNER II信道模型的基礎(chǔ)上，建立了完整的三維信道模型。引入了俯仰角信道空間參數(shù)，包括俯仰角度擴展、空間三維視距角以及移動臺速度的俯仰參數(shù)，解決了三維波

4、程差、三維多普勒頻率以及天線陣列任意姿態(tài)帶來的三維極化方向圖變化對隨機相位的影響的問題。首先通過鏈路內(nèi)和鏈路間的參數(shù)相關(guān)性來生成包含俯仰維度的大尺度參數(shù)，然后以一定的數(shù)學分布隨機生成小尺度參數(shù)，最后以這些參數(shù)構(gòu)成每一條簇的信道沖激響應，通過將這些簇進行疊加建立3D信道模型。在所建立的3D信道模型中，用戶可以自定義配置天線陣列的三維幾何信息以及三維采樣的場方向圖，并通過極化增益分解的方法計算GCS坐標系下的天線響應增益。論文完整地生成了3