空地域A2G大规模MIMO信道建模与分析

摘要

为了研究空地环境的三维大规模多输入多输出天线阵列信道传射特性,提出了一种三维单射球形散射体的无人机、车空地大规模多输入多输出信道模型.相比以往的空地多输入多输出天线模型,在建模过程中考虑互耦效应对天线阵列的影响,并采用生灭过程对大规模多输入多输出天线的非平稳特性进行理论分析和建模,推导无人机和车在任意运动状态下的不同高度、运动方向以及时间的互相关函数以及不同角度扩展下对信道容量的影响.利用以往文献的空地实测数据和本模型仿真结果进行对比,数值结果表明该信道模型的特性与实际测量结果拟合程度高.通过分析衰落信道数据可知,在一定范围内增加天线间距和数量以及控制无人机飞行高度和俯仰角可以有效提升信道容量,这为设计航空通信链路中使用的大规模多输入多输出天线和定向天线中天线阵列的先进信号处理技术奠定了基础.