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多输入多输出(MIMO；Multiple-Input Multiple-Output)技术是无线通信技术研究的热点领域，它是未来无线通信系统中改善传输质量、提高系统容量和频谱利用率的重要途径。MIMO 无线系统中信道容量的增大主要依赖 MIMO 信道的空间特性。因此，研究和评估MIMO 系统性能需要建立合适的空间信道仿真模型。 该文阐述了空间信道模型(SCM；Spatial Channel Model)的研究背景、意义、发展历史与现状；分析概括了无线衰落信道的基本特征；明确了 SCM 的建模方法并给出了各场景中信道的详细建模步骤；在Linux 系统下用C++ 实现了 SCM 信道模型，对其性能做出仿真验证；探讨了 SCM 模型的空间相关性，并分析了角度扩展、天线阵元间距与天线相关性的关系。9606
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关键词 多输入多输出 空间信道模型 相关性 仿真
Title Study and Implementation of MIMO Spatial Channel Model
Abstract
MIMO technology now is a research hotspot of wireless communication. It
plays an important role in improving the transmission quality, channel
capacity and spectrum efficiency．The capacity of MIMO system mainly
depends on the spatial characteristics of MIMO channel．So it is necessary
to establish proper spatial channel models to study and evaluate the MIMO
system performance．
The background, significance and history of SCM are described firstly. Then
the basic characteristics of wireless fading channel are briefly analyzed
and summarized. The modeling approach of SCM is studied, and the modeling
steps of various scenarios are given. Furthermore, the SCM model is
realized using C++ in Linux system, and the performance of the SCM channel
model is verified via simulation. Finally, the spatial correlation of SCM
model is discussed, and the relationship between antenna correlation and
the angular spread, antenna spacing are analyzed.
Keywords MIMO SCM correlation simulation 目 次
1 绪论 .. 1
1.1 研究的背景 1
1.2 研究的意义 1
1.3 研究现状和发展 .. 2
1.4 本文主要研究内容和章节安排 .. 2
2 MIMO 信道模型概述 .. 3
2.1 无线信道特性 . 3
2.2 MIMO 信道模型 . 4
3 SCM 建模方法 . 5
3.1 SCM 信道模型概述 . 5
3.2 SCM 模型及其参数 . 5
3.3 SCM 参数的确定 7
3.4 SCM 建模流程 . 13
3.5 信道系数的生成 . 17
3.6 信道参数的相关性 .. 20
4 SCM 模型性能分析及仿真验证 . 22
4.1 可分辨路径数 22
4.2 时延扩展特性 23
4.3 角度扩展特性 24
4.4 功率动态范围 27
4.5 路径功率分布 28
4.6 时变信道系数分布 .. 29
4.7 空间相关特性 29
结 论 .. 33
致 谢 .. 34
参 考 文 献 .. 35 1 绪论
本章首先阐述了论文工作的研究背景，回顾了MIMO 技术的发展历程，然后简述
了论文的主要研究内容，最后安排了论文结构和内容。
1.1 研究的背景
移动通信产业在过去的二十多年里以惊人的速度取得了迅猛发展，极大地改变了
人们的通信方式，如今通讯设备已经成为人们日常生活中必不可少的工具之一。然而，
随着流媒体、视频会议、社交网站等基于无线通信的业务用户数的指数增长，人们对
数据流量的需求势必远远超过传统的语音服务，而目前主流的移动通信技术所提供的
有限的传输速率并不能满足这些要求，这就需要更高的传输速率。但是，频谱资源总