基于散射并矢的MIMO信道模型研究

摘要

多输入多输出(MIMO)技术作为未来宽带无线通信的关键技术，它能够在不占用额外频谱带宽的前提下有效地提高信道容量。MIMO信道建模无论是在MIMO技术的理论研究阶段还是在MIMO系统的应用阶段都是必需的。
　　 本文采用通过散射并矢来考察散射体对电波极化方向影响的物理建模方法，着重针对微小区环境对已有MIMO物理信道模型做了扩展，扩展后的信道模型考虑了直射路径对系统性能的影响，且与现有的电磁散射信道模型相比，能够更好地对存在直射路径的环境进行仿真；与现有的几何信道模型相比，能够对任意极化分集的天线阵列进行仿真。
　　 在本文中，利用扩展后模型对微小区环境下的链路相关系数进行了仿真计算，探讨了收发端天线间距和莱斯因子对相关系数的影响，仿真结果表明增大天线的间距和多径散射分量的比例均能降低链路间的相关性，这一结论与其他模型得到的相关性结论相一致，且实测数据也反映了这一趋势，这间接验证了模型的正确性。并用Monte Carlo仿真方法对微小区环境下的信道容量进行仿真计算，着重分析了对于给定莱斯因子K的微小区环境，空间分集还是极化分集更有利于提高系统的信道容量。仿真结果表明增大信噪比和天线极化夹角都能使信道容量增大；增大天线间距也能使信道容量增大，但当天线间距增大到一定时信道容量就趋于稳定；莱斯因子K值的增大则使信道容量降低。这些结论与其它模型所得信道容量的结论相仿，且与MIMO信道容量理论相符。