角度域任意功率谱MIMO信道特征计算

发布时间：2021-08-13 11:52

　　针对任意散射环境信道,文中提出基于角度域任意功率谱PDF的基函数采样近似拟合算法,并以小角度扩展拟合等效大角度域扩展,计算并导出各种拟合以及实测数据情况下的无线信道衰落相关性（Spatial Fading Correlation,SFC）特征,重建了MIMO多输入多输出系统的信道参数模型。首先,研究小角度扩展功率谱PDF在Sinc分布、高斯分布以及拉普拉斯分布下的SFC闭合表达式,以基于任意角度域采样拟合方法来简化近似评估模型;然后,以常见的信道Von Mises分布数据为参考,拟合获取其在角度域下MIMO多天线SFC近似简化解;最后,通过计算和仿真实验得出近似计算法在特定条件下具有很好的拟合度,详细讨论了大角度扩展模型中的基函数采样数目和加权系数的选取依据及其拟合精度。结果表明,文中所提计算方法可准确地拟合对MIMO多天线系统分析时的适用性和计算效率,能降低理论计算的复杂性,可满足实际信道建模及Massive MIMO阵列设计的精度需求,且可提高性能和计算效率。 

【文章来源】：计算机科学. 2020,47(06)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

MIMO ULA均匀线性阵列

针对任意理论式的信号功率谱分布,文中采用角度域基函数采样法拟合原分布函数。其基函数可分别由式(6)、式(12)和式(14)表示,其分布如图2所示。(1)当基函数采样脉冲为Sinc分布时,ULA阵元衰落空间相关性SFC可表示为:

如图3所示,角度域功率谱PDF模拟现实不规则信道。图4比较了不同采样脉冲下近似拟合算法的性能,其中功率谱PDF服从α0=0,k=2 的Von Mises分布,采样间隔Δs分别为5°,10°,15°和20°。由图4可以看出:1)提出的近似拟合算法的包络空间相关性与理论曲线近似,当阵元间距离增大时,两者都大大减小;2)高斯、拉普拉斯简化模型的包络空间相关性与理论曲线相近,两者均优于Sinc简化模型。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多输入多输出信道空域相关性评估简化模型[J]. 朱秋明,徐大专,罗艳强,陈小敏.  电波科学学报. 2011(02)
[2]MIMO信道的空间相关特性及信道容量分析[J]. 高凯,张尔扬.  电子与信息学报. 2007(07)



本文编号：3340382