基于3GPP LTE的MIMO信道模型研究与仿真
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基于3GPP标准的Turbo码性能分析与仿真_陈康
由式 ( 9) 得到矩阵 B , 并从新矩阵 B 中按列 读出 y ,y , …, y ′ 1′ 2′ C R , 然后剪切掉交织前被填充的 虚拟位 , 即位于 k> K 的位 y 。 经过交织后得到 k
第 30 卷 第 6 期
陈 康 , 等 : 基于 3G P P 标准的 T u r b o 码性能分析与仿真
决定用于行内交织 的质数 p 和矩阵的 列数 C 。 如果 481≤K ≤ 530, 则 p = 53 且 C= p ; 否则就 采用满足式 ( 2) 的 p 。 p -1 若 [ K≤ R≤ ( p -1) ] C= p 2) 若 [ R×( p -1)<K≤ R×p ] ( p +1 若 ( R×p<K ) 其中 , p 为( p +1)K /R ≥ 0 的最小质数 , 这 样可以保证无效 的比特 数目 ( R×C-K ) 最小。 矩阵的列序号从左至右为 0, 1, …, C1。 将输入比特流 x , x , … , x 从 y 开始按行写 1 2 k 1 入 R× C 矩阵 。 其中 , y x k =1, 2, … , K ) 。 如果 R×C> k= k( K , 则余下未填充的比特 y 0 或者 y 1( k =K k= k= + 1, K+ 2, …, R× C ) 。 在行内和行间交织后 , 这 些后来被填充的虚拟比特 将会从矩阵的 输出中 删除 。 ( 2) 进行行 内和行 间交织 , 得 到新 的矩 阵 。 使用如下算法对输入的 R× C 矩阵进行行内和行 间重排 。 首先确定 行间重排 模式 。 由 输入比特 数目 K , 根据式 ( 3) 确定 4 种重排模式 T ( j ) : P a t a t 1, P 2, P a t a t 为重排后的行号 , T ( j ) 为 j 行对应的 3, P 4。 j 重排前的行号 。 P a t 4 P a t 3 P a t 1 P a t 3 T ( j )= P a t 1 40 ≤ K≤ 159 160 ≤ K≤ 200 201 ≤ K≤ 480 481 ≤ K≤ 530 531 ≤ K≤ 2 280 ( 3)
基于3GPPLTE的MIMO信道模型研究与仿真剖析
基于3GPP LTE 的MIMO 信道模型研究与仿真引言目前，MIMO 技术是无线通信的研究热点之一。
它通过在发送端和接收端配置多副天线来获得空间分集增益，从而在不增加系统带宽和总发射功率的情况下，大大提高了频谱利用率和信道容量。
系统也采用了MIMO 技术，将下行天线扩展到4×4，上行天线扩展到2×2。
系统在20MHz 的带宽下，支持的下行峰值速率为100Mbps，频谱效率提高到5bps/Hz，上行峰值速率为50Mbps，频谱效率提高到2.5bps/Hz[1]。
理论上，MIMO 信道可以看做是并行的空间子信道，信道容量随着发送和接收天线的数目增多而线性增大。
而实际上，MIMO 系统的多个子信道之间具有不同程度的相关性，导致信道容量下降。
因此，针对不同传播环境进行的MIMO 信道模型的研究与仿真，对设计高性能的MIMO 通信系统具有重要意义。
本文主要研究了3GPP LTE 的MIMO 信道模型，并使用Matlab 软件对其进行了建模仿真。
MIMO信道模型分析MIMO系统的一般描述以下行信道为例，假设一个基站具有M个发射天线和移动台具有N个接收天线的系统，即M×N 的MIMO 系统。
基站发射天线阵列上的信号为… ，其中sm (t)表示基站第个天线上的信号；移动台接收天线阵列上的信号表示为… ，其中表示移动台第n 个天线上的信号，则y(t)与s(t)之间的关系可表示为式中，n(t)为高斯白噪声，H(t)是连接基站和移动台的MIMO 信道系数矩阵[4]。
随机 MIMO 信道模型随机信道模型直接对信道参数进行建模，仿真信道的三种小尺度衰落效应：时延扩展、多普勒扩展和角度扩展。
连接基站和移动台的SISO 信道系数矩阵可以表示为Στδ，其中L 是可分辨径的数目，τ是第l条径的相对时延，Al表示基站天线与移动台天线之间的复传输系数[5]。
上式描述的是一个SISO 信道的多抽头时延线(TDL)模型，将 SISO 信道的TDL 模型推广到MIMO 信道中，即得到MIMO 信道的TDL 模型，以×2 天线配置为例。
3GPP-LTE移动通信系统的系统级仿真研究的开题报告
3GPP-LTE移动通信系统的系统级仿真研究的开题报告一、研究背景随着移动通信技术的不断革新，3GPP-LTE移动通信系统作为一种新兴的移动通信技术，在提供高速数据传输、高质量语音通话等方面具有较强的优势，被广泛应用于全球范围内的移动通信行业。
由于3GPP-LTE移动通信系统具有高度复杂、多变化的特点，因此对其进行系统级仿真研究不仅可以有效探究受干扰、多路径、信道衰落等因素影响下移动通信系统的性能表现，还可以为其后续的网络规划与优化提供有力支持。
二、研究目的本研究的主要目的是基于3GPP-LTE移动通信系统进行系统级仿真，探究直到4G通信标准中消息传输、控制信令处理、连接管理、传输卸载等关键技术的优化效果，进而为改进3GPP-LTE移动通信系统的性能，提高网络质量建立较为完善的研究框架。
具体而言，研究将从仿真原理、仿真流程设计、仿真工具选用、仿真结果分析等方面，开展针对3GPP-LTE移动通信系统的整体性能测试，判断其在不同应用场景下的网络性能情况，并对其质量进行评估与优化。
三、研究内容1.根据3GPP-LTE移动通信系统的特点，深入分析其主要技术架构和应用场景。
2.依据仿真原理和仿真流程设计，建立针对3GPP-LTE移动通信系统的系统级仿真模型，并选择合适的仿真工具进行仿真并进行仿真参数设置。
3.分析仿真结果，以数据和图表形式对系统的性能参数进行验证，包括网络吞吐量、平均延迟、峰值速率、连接成功率等。
4.总结分析仿真结果，对3GPP-LTE移动通信系统的性能表现进行评估与优化，并提出相应的优化建议和措施。
四、研究方法本研究将采用数值仿真和实验研究相结合的方法，通过在合适的仿真软件平台中对3GPP-LTE移动通信系统进行相关操作，同时考虑信道建立、带宽分配、信噪比等多个因素影响，模拟出具体的通信场景，并运用相关统计处理技术，对仿真结果进行有效分析和优化。
五、研究意义本研究通过对3GPP-LTE移动通信系统的系统级仿真研究，可以较为全面地了解该系统的性能表现，理解其关键技术和应用场景，从而为其后续优化与升级提供有力支持，并为其在商业化应用中发挥更大的价值奠定基础。
一种改进的3GPP-LTE系统MIMO检测算法研究
１９ 年加入 ３ Ｐ … ９９ ＧＰ 。
盟把 Ｌ Ｅ ｄ ａ ｃｄ正式称为 ４ ｌ Ｔ Ａ ｖｎｅ Ｇ３ Ｊ 。
Ｍ Ｉ Ｏ（ ｕ ｔ ｐ ｅ ｎｐ ｔ Ｍ Ｍ ｌｉ ｌ —Ｉ ｕ Ｍｕｌｉ ｅ ｔｐｌ Ｏｕ —ｐ ｔ ｔ ｕ）
系 统 是 一 项 运 用 于 ８ ２ １ｎ的 核 心 技 术 。８ ２ １ ｎ ０ ．１ ０ ． ｌ
根据 图 １ 示 的 Ｌ Ｅ ＭＩ 所 Ｔ ＭＯ— Ｆ Ｍ 系统 的最优 ＯＤ
摘 要
本文对３ Ｐ — ＴＥ Ｇ Ｐ Ｌ 项目￣ＭＩ ＭＯ技术进行了分析和探讨 ，针对 目前的检测算法进行 了研究和 比较 ，提 出一种
易于实用的改进复数列表球形译码检测算法ＩＬ Ｄ Ｃ Ｓ ，并对该算法的性能进行了 分析。
关键 词 ３ Ｐ ；长期演进 ；多输入多输出；改进复数列表球形译码 ＧＰ Ｔ ９ ９５ Ｎ ２． 文 献标 识码 Ａ 文章 编号 １０— ５９ （０２ ５ ０８— ５ ０ ８ ５９ ２ １）０— ０４ ０
同时支援 Ｆ Ｄ （ Ｄ 频分双工 ）和 Ｔ Ｄ （ Ｄ 时分双工 ） Ｔ 。Ｌ Ｅ 是 Ｇ Ｍ超越 ３ Ｓ Ｇ与 ＨＳ Ｐ 阶段迈 向 ４ ＤＡ Ｇ的进 阶版 本。 Ｌ Ｅ也被 俗称 为 ３９ Ｔ ．Ｇ。２ １ ０ ０年 ｌ ６日国际 电信联 ２月
Ｐ ｏ ｃ） 是 领 先 的 ３ ｒｊ ｔ ｅ Ｇ技 术 规 范 机 构 ，它 是 由欧 洲
中图分类 号
１ 前言
３ ＧＰＰ （ Ｔｈｅ ｒ Ｇｅ ｅ ｆ ｉ ｎ ３ ｄ ｎ ｒ ｔ ０ Ｐａ ｔ ｒ ｈｉ ｌ ｒ ｎｅ ｓ ｐ
准，它使用 “ 正交频分复用 ”（ Ｆ Ｍ）的射频接 收技 ＯＤ
术， 以及 ２ ２和 ４ ４ＭＩ 的分 集 天 线技 术 规格 。 × × ＭＯ
盟把 Ｌ Ｅ ｄ ａ ｃｄ正式称为 ４ ｌ Ｔ Ａ ｖｎｅ Ｇ３ Ｊ 。
Ｍ Ｉ Ｏ（ ｕ ｔ ｐ ｅ ｎｐ ｔ Ｍ Ｍ ｌｉ ｌ —Ｉ ｕ Ｍｕｌｉ ｅ ｔｐｌ Ｏｕ —ｐ ｔ ｔ ｕ）
系 统 是 一 项 运 用 于 ８ ２ １ｎ的 核 心 技 术 。８ ２ １ ｎ ０ ．１ ０ ． ｌ
根据 图 １ 示 的 Ｌ Ｅ ＭＩ 所 Ｔ ＭＯ— Ｆ Ｍ 系统 的最优 ＯＤ
摘 要
本文对３ Ｐ — ＴＥ Ｇ Ｐ Ｌ 项目￣ＭＩ ＭＯ技术进行了分析和探讨 ，针对 目前的检测算法进行 了研究和 比较 ，提 出一种
易于实用的改进复数列表球形译码检测算法ＩＬ Ｄ Ｃ Ｓ ，并对该算法的性能进行了 分析。
关键 词 ３ Ｐ ；长期演进 ；多输入多输出；改进复数列表球形译码 ＧＰ Ｔ ９ ９５ Ｎ ２． 文 献标 识码 Ａ 文章 编号 １０— ５９ （０２ ５ ０８— ５ ０ ８ ５９ ２ １）０— ０４ ０
同时支援 Ｆ Ｄ （ Ｄ 频分双工 ）和 Ｔ Ｄ （ Ｄ 时分双工 ） Ｔ 。Ｌ Ｅ 是 Ｇ Ｍ超越 ３ Ｓ Ｇ与 ＨＳ Ｐ 阶段迈 向 ４ ＤＡ Ｇ的进 阶版 本。 Ｌ Ｅ也被 俗称 为 ３９ Ｔ ．Ｇ。２ １ ０ ０年 ｌ ６日国际 电信联 ２月
Ｐ ｏ ｃ） 是 领 先 的 ３ ｒｊ ｔ ｅ Ｇ技 术 规 范 机 构 ，它 是 由欧 洲
中图分类 号
１ 前言
３ ＧＰＰ （ Ｔｈｅ ｒ Ｇｅ ｅ ｆ ｉ ｎ ３ ｄ ｎ ｒ ｔ ０ Ｐａ ｔ ｒ ｈｉ ｌ ｒ ｎｅ ｓ ｐ
准，它使用 “ 正交频分复用 ”（ Ｆ Ｍ）的射频接 收技 ＯＤ
术， 以及 ２ ２和 ４ ４ＭＩ 的分 集 天 线技 术 规格 。 × × ＭＯ
基于3GPP SCM的MIMO信道建模和信道参数估计的开题报告
基于3GPP SCM的MIMO信道建模和信道参数估计的开题报告一、选题背景近年来，移动通信技术的快速发展使得5G的商用已经越来越近了，而作为5G无线通信的一个重要技术，MIMO（Multiple Input Multiple Output）技术也成为了研究的热点之一。
在MIMO系统中，多个天线同时发射或接收信号，从而实现了空间多路复用或空间分集。
与传统的单天线通信系统相比，MIMO系统可以提高信道容量、减小误码率、提高系统稳定性等多个方面的性能。
但是，实现MIMO技术也并不是一件容易的事情。
MIMO系统中的信道参数对于性能影响较大，因此建立准确的信道模型和估计MIMO信道参数是MIMO系统的关键技术之一。
目前，基于3GPP标准的SCM （Spatial Channel Model）已经成为了MIMO信道模型的重要参考模型，但是，如何进行MIMO信道参数估计还需要进一步的研究。
因此，本文将继续深入探究基于3GPP SCM的MIMO信道建模和信道参数估计的问题，为进一步优化MIMO系统性能提供理论基础。
二、研究目的本研究的主要目的是探究基于3GPP SCM的MIMO信道建模和信道参数估计的问题，并基于这些研究结果对MIMO系统的性能进行进一步优化，以提高MIMO系统的通信性能和稳定性。
三、研究内容1. 3GPP SCM MIMO信道模型的建立及分析本部分将针对3GPP SCM模型进行研究，利用Matlab等工具建立并模拟MIMO信道模型，并对模型特点进行深入分析。
2. MIMO信道参数估计算法的探究和优化本部分将研究并探究最小二乘法、MMSE算法、LMS算法等MIMO 信道参数估计算法，并选取性能较优的算法进行优化，以提高MIMO系统的通信性能和稳定性。
3. 算法实现及仿真本部分将对研究中得出的算法进行实现，并进行仿真实验，以验证算法的可行性和有效性。
四、研究意义1. 对MIMO系统性能的提高具有重要的理论和实践意义。
一种基于MIMO—OFDM系统的新型Suzuki信道模型及仿真分析
过 程 的乘 积 就 构成 了Ｓ ｚｋ过 程 。如果 考 虑 视 距 ｕｕ ｉ Ｓ ｚｋ扩展 Ⅱ型 、 ｆ为广 ３ Ｓ ｚｋｘ ｆ ｕｕ ｉ ｔ ） Ｌ ｕｕ ｉＬ ＇ ￣。 Ｘ 传播 的影 响 ． 把瑞 利过程 改为 莱 斯过 程 ． 样 莱 则 这 斯过 程 与对数 正态 过程 的乘 积就 构成 了一个 扩 展
０ ３６ １６ ．２ ７ Ｉ ． ７ ５
０ Ｉｍ ＂ ３
４ ５
１ ２ ７
【 Ｄ Ｇ ｓｅｔＭ ｈ ｆ Ｄ Ｓ ｉ， ｔ １Ｆｏ ｅ ｒ ｒｃ １ ｅ ｒ ］ ｂ ， Ｓ ａ， ｈｕ ｅ ａ ｒｍ ｔ ｏｙｔ ｐａ— ｔ ． ｈ ｏ
ｉ ｅ ｎ ｏ ｅ ｖｅ ｏ Ｍ ｒｃ ：ａ ｖ ｒ ｉｗ ｆＭ Ｉ Ｏ ｐａ ｅ—ｉ ｅ ｃ ｄ ｄ ｗｉｅｅｓｓｓ ｓ ｃ —ｔ ｏ ｅ ｒｌｓ ｙ— ｍ
、 ｎ
蘩誓过毪
果 体现 了无线 电子 波在严 重遮 蔽 区域 的近 似真 实 的传播 特性 。
图２新型Ｓ ｚｋ过程信道模型仿真数据 ｕｕ ｉ
４ 结 束 语 、 本 文 给 出 了 ＭＩ ＭＯ— Ｆ Ｍ 系 统 中 频 率 非 选 Ｏ Ｄ
择 性信 道 。 Ｓ ｚｋ 信 道模 型的构 建 及仿 真 。通 即 ｕｕ ｉ
径， 这些 路 径 主要 有视 线 （ Ｏ ） 播 、 射 、 射 、 可 能 没有 阴 影 效 应 ．ｕｕ ｉ 程 不再 适 合 这 些 环 Ｌ Ｓ传 反 衍 Ｓ ｚｋ过 折射 、 散射 和被 物体 吸收 。 于信 道 的多径传 播 时 境 了。为 此 文献 『］ 出 了扩展Ｓ ｚｋ Ｉ 和 扩展 基 ６提 ｕｕ ｉ 型 延 扩展 把信道 分 为频率 平坦 （ 率 非选 择性 ） 落 Ｓ ｚ ｋ 型 。 频 衰 ｕ ｕ ｉＩ ｌ 信道 和频 率选 择性 衰落 信道 ．基 于 系统 中存 在 移 纵 观频 率非 选择 性信 道建模 可 以发 现 ：首先 动性 导致 的多普 勒频移 扩展 把信 道分 为 慢 衰落 信 对 莱斯 过程 、 数正 态 过程进 行统计 维 度 、 对 函数 自 道 与快 衰落信 道【 ５ Ｊ 由度等 的延 伸扩 展 ．接着 对得 到 的延 伸 扩展模 型 １ Ｓｕ ｕ ｉ 道 模 型 构 建 分 析 、 ｚ ｋ信 进 行综 合 便 得 到新 的Ｓ ｚｋ仿真 信道 模 型 如下 ｕｕｉ
移动通信信道建模与仿真研究的开题报告
移动通信信道建模与仿真研究的开题报告1. 研究背景和意义移动通信技术已经成为当今社会生活中不可或缺的一部分。
在移动通信系统中，无线信道作为信息传输的媒介，对通信质量和性能起着极为重要的作用。
因此，对移动通信信道的建模和仿真变得非常重要。
本课题旨在研究移动通信信道建模和仿真的方法，以改进移动通信系统的性能和质量。
2. 研究目的和内容本课题的研究目的主要是：(1) 研究移动通信信道的数学模型及其特性。
(2) 建立移动通信信道的仿真模型，以模拟移动通信信道传输特性，并对其进行性能评估。
(3) 分析不同调制方式和编码方案对移动通信信道性能的影响，并提出优化方案。
本课题的研究内容包括：(1) 对移动通信信道进行分类和描述，研究各种信道特性，如衰落、时延等。
(2) 建立移动通信信道的数学模型，并进行仿真模拟，以得到相应的信道参数。
(3) 利用仿真模拟结果，对移动通信系统进行性能评估，并提出优化建议，以提高系统的传输质量和性能。
3. 研究方法和步骤本课题的研究方法主要包括：(1) 理论分析：通过文献调研和理论分析，研究各种移动通信信道的特性和建模方法。
(2) 数学建模：根据理论分析，建立移动通信信道的数学模型，并利用Matlab等仿真软件进行仿真模拟。
(3) 性能评估：利用仿真模拟结果，对移动通信系统进行性能评估，并提出优化建议。
本课题的研究步骤具体如下：(1) 文献调研：对移动通信信道的分类、建模和性能评估等方面的研究文献进行调查和综述。
(2) 理论分析：根据文献调研，研究各种移动通信信道的特性和建模方法。
(3) 数学建模：根据理论分析，建立移动通信信道的数学模型，利用Matlab等仿真软件进行仿真模拟。
(4) 性能评估：利用仿真模拟结果，对移动通信系统进行性能评估，并提出优化建议。
4. 预期结果和意义本课题的预期结果包括：(1) 建立移动通信信道的数学模型，对其进行仿真模拟，得到其传输特性参数。
(2) 分析不同调制方式和编码方案对移动通信信道性能的影响，并提出相应的性能优化建议。
本科毕业设计---移动通信中mimo信道的仿真研究
浙江师范大学本科毕业设计(论文)正文目录摘要 (1)关键词 (1)英文摘要 (1)英文关键词 (1)1绪论 (2)1.1无线MIMO系统概述 (2)1.2MIMO通信系统仿真的发展现状和研究背景 (2)1.2.1 无线MIMO系统的发展现状 (2)1.2.2 无线MIMO系统的研究趋势 (3)1.3本文的主要工作及内容安排 (3)2无线MIMO通信系统理论基础 (4)2.1 MIMO技术基本原理 (4)2.2无线信道 (5)2.3 MIMO通信系统模型 (6)3 无线信道统计模型 (9)3.1 瑞利(Rayleigh)衰落模型 (9)3.2 莱斯(Rician)衰落模型 (10)3.3 Nakagami衰落模型 (10)4 互相关Nakagami衰落信道的产生方法 (11)4.1 Brute force法 (12)4.2 Sims仿真法 (12)4.3 分解合成法 (12)4.3.1 相关Nakagami信道产生步骤 (13)4.3.2 通过输入Nakagami协方差求高斯矩阵协方差 (13)4.3.3 产生Nakagami矩阵 (17)5 仿真以及结果分析 (19)5.1 Brute force法仿真以及结果分析 (19)5.2 Sims仿真法仿真以及结果分析 (20)5.3 分解合成法仿真以及结果分析 (21)6 总结 (23)参考文献 (24)移动通信中MIMO信道的仿真研究数理与信息学院通信工程何匡熙(10900121)指导老师：张筱燕（讲师）摘要：随着3G(The Third Generation,3G)的广泛使用，信息通信技术发展变化日新月异，为满足日益增长的通信需求，便在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，也就是应用MIMO(Multiple Input Multiple Output,MIMO)技术。
MIMO系统能够大大提高频谱利用率和系统的容量，在有限的无线频带下传输更高速率的数据信息，更是新一代移动通信的核心技术。
MIMO信道仿真模型比较及其验证
MIMO信道仿真模型比较及其验证赵雄文;高波【摘要】建立在几何上的WINNER模型和COST2100随机信道模型是第四代(4G)移动通信MIMO(multi-input multi-output,多输入多输出)信道仿真中两个最为典型的仿真模型,在4G信道仿真中得到广泛应用.由于WINNER模型和COST2100模型不同的物理机制,还缺乏对这两种模型的比较和在具体应用场景下的有效性和契合度的研究.在室内环境中开展了WINNER模型和COST2100信道仿真比较与验证研究,在视距和非视距的情况下,对信道的功率时延谱、莱斯因子、信道容量、时延扩展和角度扩展等信道特征参数进行仿真对比,再利用实际测试数据的分析结果作为佐证,验证两个模型的契合度以及模型的实用性.【期刊名称】《电信科学》【年(卷),期】2016(032)002【总页数】8页(P75-82)【关键词】WINNER信道模型;COST2100信道模型;功率时延谱;莱斯因子;信道容量;时延扩展;角度扩展【作者】赵雄文;高波【作者单位】华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206;东南大学移动通信国家重点实验室,江苏南京210096;华北电力大学电气与电子工程学院,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TN011由于第四代（fourth generation，4G）移动通信链路和系统仿真的需要，基于几何的随机信道模型的研究近年来一直是信道建模领域的研究热点［1］。
如3GPP标准提出了MIMO空间信道模型（spatial channel model，SCM）［2］，欧洲4G WINNER［3］项目将SCM进行扩展，得到SCME（SCM extension）。
SCME由原来支持的5 MHz信道带宽扩展到100 MHz，载频由2 GHz扩展到6 GHz。
随着WINNER模型的升级和完善，其仿真模型已成为ITU-R［4］和3GPP 标准化的重要组成部分之一。
基于3GPP LTE的MIMO信道建模与信道测量
基于3GPP LTE的MIMO信道建模与信道测量【摘要】：第三代合作伙伴计划(3GPP)是第三代移动通信(3G)以及后三代移动通信(B3G)技术标准最具影响力的制定者,近几年来,宽带码分多址(WCDMA)、时分同步码分多址(TD-SCDMA)、高速数据包接入(HSPA)等各种系统已经逐步在全球大规模部署,同时,3GPP又启动了长期演进(LTE)、HSPA+、LTE-Advanced等项目。
LTE系统采用多输入多输出(MIMO)和正交频分复用(OFDM)作为两大主要技术以应对系统大容量与高频谱利用率等需求。
MIMO在通信链路两端均采用多天线系统,同时发射接收信号,充分利用系统空间资源,在无需增加发射功率和频谱资源的情况下,提高系统性能。
在当今无线通信技术发展中扮演越来越重要的角色,MIMO相关技术如信号处理、编解码、调制解调以及资源管理等研究一直处于前沿领域,然而,MIMO系统仍有很多亟待研究的问题。
本文是基于3GPPLTE系统架构的MIMO技术研究,主要内容包括以下几个方面:第一.系统的研究MIMO信道中信号的空间相关性及其对MIMO系统性能的影响,为基于3GPPLTE 的MIMO信道建模奠定理论基础,为信道容量以及MIMO其他技术的研究提供参考依据。
首先,在考虑四天线结构、互耦因素、典型功率角谱分布(PAS)、天线间距等系统特征参数的情况下,推导接收端信号的相关系数,并对其进行数值分析,指出MIMO系统典型参数与相关系数的关联,弥补了现有研究的不足;其次,在评估信号空间相关系数的基础上,基于Kronecker模型解释信号相关性和信道相关性的区别联系,并利用Kronecker理论推导信道相关矩阵模型;最后,结合MIMO系统研究的重点,分析相关性对MIMO系统性能起重要作用的根本原因。
第二.系统的研究MIMO无线信道建模。
指出传统单入单出(SISO)信道建模与MIMO信道建模的本质区别,以及MIMO信道建模理论研究的关键;其次,基于MIMO信道建模方法分析目前较典型的MIMO 信道模型,提出MIMO信道模型准确性仿真验证方法;再次,基于3GPP25.996协议,用射线跟踪建模法和相关矩阵建模法分别对MIMO 信道建模,即基于射线跟踪理论推导出MIMO信道在空间分集、极化分集、混合分集以及直达径(LOS)场景下的信道传输函数解析式,然后,在此结论基础上,用相关矩阵法推导出MIMO信道空间相关矩阵、极化相关矩阵以及时间相关矩阵的形式;最后,推导并数值分析空间、时间相关性对信道容量的影响,以及提出两种方法建立的MIMO信道模型的准确性仿真验证流程。
LTE中MIMO—OFDM系统信道估计算法的研究与仿真
LTE中MIMO—OFDM系统信道估计算法的研究与仿真作者：龙章勇来源：《电脑知识与技术》2015年第24期摘要：针对现代移动通信（LTE、LTE-A、4G）的核心MIMO-OFDM系统的信道特点，通过两种信道估计算法最小平方误差（LS）和最小均方误差信道估计算法（MMSE）性能比较，建立MIMO-OFDM系统合适的信道参数估计模型。
通过MATLAB软件对MMSE与LS 算法性能仿真，得到MMSE算法性能优于LS算法，提高了MIMO-OFDM系统性能。
关键词： MIMO-OFDM；信道估计；LS；MMSE中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）24-0158-021 引言OFDM全名正交频分复用（Orthogonal Frequency Diviaion Multiplexing），并不是新的技术，早在20世纪50-60年代其概念就被提出，具有良好的抗频率选择性衰落和频带利用率开始被逐渐应用，称为热门研究技术[1]。
虽然OFDM具有良好的抗多径衰落，同时使用加循环前缀，抗码间串扰[5]。
由于无线信道的复杂多样性，解决多径衰落单一靠OFDM技术是远远不够的，只有当OFDM与MIMO结合技术，可以更加充分的发挥OFDM技术[2]。
MIMO主要在不增加系统带宽的情况下提高系统的传输速率。
而MIMO-OFDM关键技术之一就是信道参数估计，其中比较经典的两种方法主要是LS与MMSE方法，两种方法各有各自的优势与劣势来讨信道估计的问题[3[4]]。
2 MIMO-OFDM系统模型由于OFDM技术能够较好的抑制噪声与抗衰落，同时提高了MIMO-OFDM系统的信道容量， MIMO-OFDM技术在现代移动通信中扮演重要的角色，其简化结构如图1所示：在MIMO—OFDM系统中，[Nt]代表MIMO-OFDM系统的发射天线的数量，[Nr]代表接收天线的数量。
OFDM的子载波个数为N个，在经过空时编码器后，在时间为t时信号表示为：[x（t）=[xT1（t）xT2（t）…xTNr（t）]T] （1）对x（t）进行OFDM调制过程中还需要通过IFFT对信号变换来加循环前缀（CP）来实现抑制码间串扰，最后将调制后的信号通过MIMO天线将信号发送。
MIMO无线信道仿真模型分析
A bs tra c t:
To design h igh efficien t m u lt ip le 2inp u t m u lt ip le 2 ou tp u t (M I M O ) w ireless comm un ica t ion Exp ression s of the sp a t ia l co rrela t ion coefficien t fo r severa l cla ssica l
L
室外无线信道模型进行了研究。 但是, 不能将 S ISO 无线信道模型直接扩展到M I M O 信道, 必须引入空 间维特性的影响。
1 MI M O 信道模型
111 MI M O 信道模型分类
H ( Σ) =
∑H
l= 1
l
∆( Σ - Σl ) ,
不同文献对M I M O 信道模型的分类不尽相同, 文献 [ 6 ～ 9 ] 将M I M O 信道模型分为 4 类。 ( 1) 宽带模型和窄带模型
这其实就是空间相关的 K ronecker 积特性。 设 接收端以符号间隔 T s 进行采样, 且考虑发、 收滤波器之后的截短信道冲激响应长度为 L , 信道 系 数索引范围为 [ - L 1 , L 2 ], L 1、 L 2 为非负整数且
,
L ≤L 1 + L 2 + 1, 则 k 时刻 lT s 时延的M I M O 信道矩
308
解 放 军 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版)
112 典型M I M O 信道模型 11211 IST M ETRA 计划模型
第 8 卷
为更好地设计高性能的M I M O 无线通信系统 和预测其性能, 对不同条件下的M I M O 无线信道进 行精确的建模和仿真是必不可少的。 前人在单输入 单输出 ( S ISO ) 信道建模方面已作了很多工作。文献
LTE系统的MIMO信道建模与仿真
the current study of next generation wireless communication systems ，MIMO is
indispensable key technology．The research of MIMO technology is based on the
mainly from two aspects of correlation matrix and correlation coefficient of the
correlation analysis of MIMO system channel.
KEY WORDS：LTE
MIMO
correlation simulation
radio channel modeling method, has carried on the simulation analysis to the
performance, and its effectiveness was verified.
Through the above analysis of the theory, the MIMO technique can improve the
3.3 信道衰落 ....................................................................................................... 14
3.3.1 小尺度衰落特性 ............................................................................... 14
can be improved the average channel capacity and interrupt channel capacity of the
indispensable key technology．The research of MIMO technology is based on the
mainly from two aspects of correlation matrix and correlation coefficient of the
correlation analysis of MIMO system channel.
KEY WORDS：LTE
MIMO
correlation simulation
radio channel modeling method, has carried on the simulation analysis to the
performance, and its effectiveness was verified.
Through the above analysis of the theory, the MIMO technique can improve the
3.3 信道衰落 ....................................................................................................... 14
3.3.1 小尺度衰落特性 ............................................................................... 14
can be improved the average channel capacity and interrupt channel capacity of the
MIMO无线信道建模分析与仿真实现
MIMO无线信道建模分析与仿真实现MIMO无线信道建模分析与仿真实现摘要：近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术逐渐成为无线通信领域的热门研究方向之一。
本文通过对MIMO无线信道的建模分析与仿真实现进行研究，探讨了MIMO技术的基本原理、信道模型和系统性能评价等关键问题，为今后在MIMO技术研究领域的进一步深入工作提供了重要的参考。
一、引言随着电子设备的普及和无线通信需求的增加，无线通信技术的研究与应用也日益重要。
MIMO技术作为一种提高无线通信系统传输速率和可靠性的重要技术手段，受到了广泛的关注。
MIMO技术的基本原理是利用多个天线来传输和接收信号，并通过合理的处理和信号分配方式来提高系统的性能。
本文主要通过建模分析和仿真实现来探讨MIMO无线信道的基本特点和系统性能。
二、技术概述1. MIMO技术的原理MIMO技术利用多个发射天线和接收天线，通过多个独立的信道传输数据，从而提高了系统的传输速率和可靠性。
MIMO技术主要包括空时编码和空分复用两种方式。
2. MIMO信道建模MIMO信道建模是对信号在无线信道中传输过程进行描述的数学模型。
常用的MIMO信道模型有瑞利信道模型、高斯信道模型和纯频率选择性信道模型等。
本文主要以瑞利信道模型为例进行分析和仿真。
三、MIMO无线信道的建模分析1. 瑞利信道模型介绍瑞利信道模型是一种广义的无线信道模型，能够较好地描述实际无线信道中的多径效应。
瑞利信道模型的特点是具有时变性、时延离散性和频谱选择性。
2. 瑞利信道模型的数学描述瑞利信道模型可以通过复信道增益矩阵和复高斯白噪声进行描述。
复信道增益矩阵是一个矩阵，每个元素代表了信号在不同天线之间的传输增益；复高斯白噪声模拟了信道中的噪声干扰。
3. MIMO信道容量分析MIMO信道容量是衡量MIMO系统传输速率的重要指标。
通过对瑞利信道模型进行分析，可以得到MIMO信道的容量公式，并测量系统的信道容量。
一种三维双移动MIMO传播信道的建模及仿真方法[发明专利]
![一种三维双移动MIMO传播信道的建模及仿真方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/0c5d2dbb3b3567ec102d8afa.png)
专利名称：一种三维双移动MIMO传播信道的建模及仿真方法专利类型：发明专利
发明人：薛翠薇,朱秋明,闭宇铭,陈小敏,王成华,杨颖
申请号：CN201610237783.4
申请日：20160415
公开号：CN105978647A
公开日：
20160928
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提出一种三维双移动MIMO传播信道的建模及仿真方法，供通信系统优化研究和系统性能评估使用。
在三维双移动MIMO传播系统中，所述建模及仿真实现方法包括如下步骤：对三维双移动MIMO传播信道进行理论建模，获得其理论数学模型；将数学理论模型转换为便于仿真实现的累加模型；利用用户指定或实测的方位角/俯仰角联合分布特性分别计算获得三维离散到达角/离开角的取值；利用收、发端移动速度大小、方向及三维离开角/到达角计算收、发端的多普勒频移；利用收、发端天线阵列流型，获得其导引矢量矩阵；将三维离散到达角/离开角、收/发端多普勒频移、收/发端导引矢量矩阵代入三维双移动MIMO传播信道的累加形式表达式，计算获得三维双移动MIMO传播信道。
申请人：南京航空航天大学
地址：210016 江苏省南京市秦淮区御道街29号
国籍：CN
代理机构：江苏圣典律师事务所
代理人：贺翔
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TD-LTE中MIMO无线信道建模与仿真研究的开题报告
TD-LTE中MIMO无线信道建模与仿真研究的开题报告一、选题背景随着移动通信市场的不断发展，移动宽带数据业务的需求越来越高，通信技术也在不断升级。
而TD-LTE作为第四代移动通信技术之一，其具有的高速率、高频谱利用率和高可靠性优势，已经成为全球主流的移动通信技术。
MIMO技术则是TD-LTE系统中极为重要的一环，能够提高系统的信道容量和可靠性。
因此，对于TD-LTE中MIMO无线信道建模与仿真研究的探究，对于TD-LTE技术的发展有着至关重要的意义。
二、研究目的本文旨在研究TD-LTE中MIMO无线信道建模与仿真，以提高TD-LTE系统的性能，进一步推动TD-LTE技术的发展。
三、研究内容本文将主要从以下几个方面展开研究：（1）TD-LTE中MIMO无线信道的概述：介绍TD-LTE和MIMO技术的基本概念，分析MIMO在TD-LTE中的应用优势。
（2）TD-LTE中MIMO无线信道建模：分析TD-LTE中MIMO无线信道的建模方法，包括空时信道模型和矩阵分解法等方法。
（3）TD-LTE中MIMO无线信道仿真：对于上述建模方法，进行TD-LTE中MIMO无线信道的仿真，以评估其性能与效果。
（4）研究总结与展望：对本文的研究内容进行总结，对TD-LTE中MIMO无线信道建模与仿真的未来发展方向进行展望。
四、研究方法本研究将主要采用文献调研和实验仿真的方法。
通过查阅大量的文献和相关资料，分析TD-LTE和MIMO技术的基本原理和应用优势。
然后，结合所选用的仿真软件，进行TD-LTE中MIMO无线信道的建模与仿真，并对仿真结果进行分析和研究。
五、研究意义随着移动通信技术的不断升级与发展，对于TD-LTE中MIMO无线信道建模与仿真研究的需求也越来越高。
本文的研究对于深入了解TD-LTE中MIMO无线信道的性能与效果，提高TD-LTE系统的性能和稳定性，推动TD-LTE技术的快速发展具有重要的意义。
六、论文结构本文的结构安排如下：第一章：绪论第二章：TD-LTE中MIMO无线信道的概述第三章：TD-LTE中MIMO无线信道建模第四章：TD-LTE中MIMO无线信道仿真第五章：研究总结与展望七、进度安排1. 文章撰写计划（时间安排）：第一章：2022年1月初完成第二章：2022年2月初完成第三章：2022年3月中旬完成第四章：2022年4月中旬完成第五章：2022年5月中旬完成2. 目前已完成的工作：文献调研和选题研究，撰写开题报告。
《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文
《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言随着科技的进步，无线通信系统已经成为现代社会信息交流的基石。
在无线通信系统中，信道建模与仿真研究起着至关重要的作用。
它不仅有助于提升无线通信系统的性能，而且对于无线网络的优化和设计具有重大意义。
本文旨在深入探讨无线通信系统的信道建模与仿真研究，分析其原理、方法及实践应用。
二、无线通信系统信道建模1. 信道特性无线通信系统的信道特性主要包括多径传播、衰落、干扰等。
多径传播是由于电磁波在传播过程中遇到各种障碍物而发生反射、折射和散射等现象，导致信号在接收端产生多径效应。
衰落则是由信号在传输过程中受到各种因素的影响而产生的信号强度变化。
干扰则是指由于其他无线通信系统或电磁干扰源对当前通信系统产生的干扰。
2. 信道建模方法针对上述信道特性，无线通信系统的信道建模方法主要包括统计性建模和确定性建模。
统计性建模主要是通过收集实际信道的数据，分析其统计特性，建立信道的统计模型。
确定性建模则是基于电磁场理论，通过计算电磁波在传播过程中的传播特性和多径效应，建立信道的物理模型。
三、无线通信系统仿真研究仿真研究是无线通信系统信道建模的重要手段。
通过仿真，可以模拟实际信道环境，验证信道模型的准确性，并评估无线通信系统的性能。
常用的仿真方法包括基于统计的仿真和基于物理层的仿真。
1. 基于统计的仿真基于统计的仿真主要是通过使用统计模型来模拟信道环境。
这种方法可以快速地评估无线通信系统的性能，并分析各种因素对系统性能的影响。
然而，由于统计模型只能反映信道的统计特性，无法反映信道的物理特性，因此其准确性受到一定限制。
2. 基于物理层的仿真基于物理层的仿真则是通过建立无线通信系统的物理层模型来模拟实际信道环境。
这种方法可以更准确地反映信道的物理特性，如多径传播、衰落和干扰等。
然而，由于需要考虑电磁场理论和信号处理等方面的知识，其仿真过程相对复杂。
四、实践应用无线通信系统的信道建模与仿真研究在实践应用中具有广泛的应用场景。
基于3GPP SCM的信道建模与仿真研究
下，在所有快照中，小区布局和基站的位置保持不变，而移动台的
位置则在每个快照的开头随机生成。SCM中一条路径的信道响应
可以表示为：
姨 移 hu，s，（n t）=
Pn M
M
（姨GB（S 准n，m，AOD）exp（j[kdssin（准n，m，AOD）+Φn，m]）
m=l
× 姨GM（S 准n，m，AOA）exp（j[kdusin（准n，m，AOA）]exp（jk||v||cos（准n，m，AOA-θv）t） （1）
衰落特性曲线仿真图形。可以看出基于3GPP SCM信道建模流程
可以仿真出MIMO信道时域衰落特征，为LTE MIMO系统的评估
和优化提供合理的信道模型。
参考文献
[1] 3GPP T.S. 25.996, Spatial channel model for multiple input
multiple output（MIMO）simulations, V11.0.0, 2012.
关键词：SCM；MIMO；信道
中图分类号：TN919.3
文献标识码：A
文章编号：1673-4033（2018）03-0150-01
1 概述
定场景，可选场景包括城市宏小区、城市微小区和郊区宏小区；其
空间信道模型（Spatial Channel Model, SCM）是由国际通信 次，生成对应场景下各个传播参数，如角度扩展，时延扩展，路径
协议标准制定组织第三代合作伙伴计划 （The Third Generation 损耗、速度矢量、计算天线增益等；最后，根据生成的传播参数计
Partnership Project，3GPP）提出的，旨在提供一个统一的评估MI- 算出信道系数。
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图 5 是信道时域衰落特性曲线。四个子图分别显示了 2 个发射天线和 2 个接收天线之间 的信道衰落情况，每个子图中都有 7 条曲线代表 7 条不同的路径。
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Magnitude(dB)
Tx#1-Rx#1 5
0
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图 1 MIMO 系统示意图
基站发射天线阵列上的信号为 s(t) = [s1(t), s2 (t),…, sM (t)]T ，其中 sm (t) 表示基站第 m 个天线上的信号；移动台接收天线阵列上的信号表示为 y(t) = [ y1(t), y2 (t),…, yN (t)]T ，其中 yn (t) 表示移动台第 n 个天线上的信号，则 y(t) 与 s(t) 之间的关系可表示为
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1
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Tx#2-Rx#1
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0 0.5 1 0 0.5 0 0.1 0.2 0 0.1
理论上，MIMO 信道可以看做是并行的空间子信道，信道容量随着发送和接收天线的 数目增多而线性增大。而实际上，MIMO 系统的多个子信道之间具有不同程度的相关性， 导致信道容量下降。因此，针对不同传播环境进行的 MIMO 信道模型的研究与仿真，对设 计高性能的 MIMO 通信系统具有重要意义。本文主要研究了 3GPP LTE 的 MIMO 信道模型， 并使用 Matlab 软件对其进行了建模仿真。
0 引言
目前，MIMO 技术是无线通信的研究热点之一。它通过在发送端和接收端配置多副天 线来获得空间分集增益，从而在不增加系统带宽和总发射功率的情况下，大大提高了频谱利 用率和信道容量。
3GPP LTE 系统也采用了 MIMO 技术，将下行天线扩展到 4×4，上行天线扩展到 2×2。 LTE 系统在 20MHz 的带宽下，支持的下行峰值速率为 100Mbps，频谱效率提高到 5bps/Hz， 上行峰值速率为 50Mbps，频谱效率提高到 2.5bps/Hz[1]。
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y(t) = H (t)s(t) + n(t) 式中， n(t) 为高斯白噪声， H (t) 是连接基站和移动台的 MIMO 信道系数矩阵[4]。
1.2 随机 MIMO 信道模型
随机信道模型直接对信道参数进行建模，仿真信道的三种小尺度衰落效应：时延扩展、 多普勒扩展和角度扩展。连接基站和移动台的 SISO 信道系数矩阵可以表示为
[ ] [ ] 和 Rrx 在 3GPP 标准中已经给出了详细计算过程[2]，并记 RMIMO = Rtx ⊗ Rrx 。 Hiid 的产生
可以参考著名的 Jakes 模型[6]。
2 3GPP LTE MIMO 信道的仿真
3GPP 标准给出了信道的详细参数。信道场景类型分为 EPA、EVA、ETU、HST 四种， 每种场景都有对应的多径时延、功率和多普勒频率。天线配置有 1×2、2×2、4×2、4×4 等方式，天线之间的相关性有高、中、低三种[2]。
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Magnitude(dB)
图 5 信道时域衰落特性曲线
图 6 是信道包络的 PDF 曲线，图 7 是信道包络的 CDF 曲线。红线是用理论值画出来的 曲线，蓝线表示仿真得到的曲线。
本文使用 Matlab 软件建立了一个 3GPP LTE MIMO 信道仿真平台。首先，选择不同的 传播场景、天线配置，然后计算 RMIMO ，再计算抽头矩阵 Al ，最后得到 MIMO 信道传输矩 阵 H。该仿真平台具体的流程如图 4 所示：
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选择传播环境 (EPA、EVA、
L
∑ H (t) = Alδ (t −τ l ) ，其中 L 是可分辨径的数目，τ l 是第 l 条径的相对时延， Al 表示 l =1
基站天线与移动台天线之间的复传输系数[5]。 上式描述的是一个 SISO 信道的多抽头时延线(TDL)模型，如图 2 所示：
s(t)
τ1
τ2
τL
A1
A2
AL
n(t)
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0.1 0.2
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图 6 信道系数的包络 PDF 曲线
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tap1 1
tap2 1
tap3 1
tap4 1
tap5 1
tap6 1
tap7 1
Tx#1-Rx#1
0.5
由此可见，建立上述 MIMO 信道模型的关键就是确定信道抽头矩阵 Al 。
1.3 3GPP LTE MIMO 信道模型
LTE MIMO 信道模型是基于相关矩阵的[2]。信道抽头矩阵 Al 采用 Kronecker 乘积模型计 算得到。IEEE 标准中给出了信道抽头矩阵 Al 的计算方法[3]，以 4×4 天线配置为例：
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基于 3GPP LTE 的 MIMO 信道模型研究与仿真
祁万军*
（武汉理工大学信息工程学院，武汉 430070） 摘要：对基于 3GPP LTE 的 MIMO 信道模型进行了深入研究，提出了一种空时 MIMO 信道建模 方法，并基于 Matlab 软件搭建了 3GPP LTE MIMO 无线信道模型的仿真平台。这一仿真模型 考虑了时延扩展、多普勒扩展及不同空间相关性等信道参数，能够完整地描述 3GPP LTE 的 MIMO 信道的空间、时间以及频率特性，具有运算复杂度低、产生简便等优点，从而为 3GPP LTE 的 MIMO 无线链路性能仿真、系统容量分析以及实现算法性能评估提供了有力工具。 关键词：LTE 系统；MIMO 信道模型；相关矩阵；时延扩展；多普勒扩展
中图分类号：TN929.5
Study and Simulation Implementation of 3GPP LTE MIMO Channel Model
Qi Wanjun
(School of Information Engineering, Wuhan University of Technology,WuHan 430070) Abstract: The 3GPP LTE MIMO channel model was discussed and its implementation scheme was proposed, based on which a simulation platform was established for 3GPP LTE MIMO channel. The scheme involves the channel delay spread, Doppler spread, and different spatial correlation, etc, and it can simulate the properties of 3GPP LTE MIMO channel in space domain, time domain, and frequency domain, which is useful for the analysis and simulation of 3GPP LTE MIMO systems. Keywords:LTE system;MIMO channel model;correlation matrix;delay spread;Doppler spread
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Magnitude(dB)
Tx#1-Rx#1 5
0
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图 1 MIMO 系统示意图
基站发射天线阵列上的信号为 s(t) = [s1(t), s2 (t),…, sM (t)]T ，其中 sm (t) 表示基站第 m 个天线上的信号；移动台接收天线阵列上的信号表示为 y(t) = [ y1(t), y2 (t),…, yN (t)]T ，其中 yn (t) 表示移动台第 n 个天线上的信号，则 y(t) 与 s(t) 之间的关系可表示为
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理论上，MIMO 信道可以看做是并行的空间子信道，信道容量随着发送和接收天线的 数目增多而线性增大。而实际上，MIMO 系统的多个子信道之间具有不同程度的相关性， 导致信道容量下降。因此，针对不同传播环境进行的 MIMO 信道模型的研究与仿真，对设 计高性能的 MIMO 通信系统具有重要意义。本文主要研究了 3GPP LTE 的 MIMO 信道模型， 并使用 Matlab 软件对其进行了建模仿真。
0 引言
目前，MIMO 技术是无线通信的研究热点之一。它通过在发送端和接收端配置多副天 线来获得空间分集增益，从而在不增加系统带宽和总发射功率的情况下，大大提高了频谱利 用率和信道容量。
3GPP LTE 系统也采用了 MIMO 技术，将下行天线扩展到 4×4，上行天线扩展到 2×2。 LTE 系统在 20MHz 的带宽下，支持的下行峰值速率为 100Mbps，频谱效率提高到 5bps/Hz， 上行峰值速率为 50Mbps，频谱效率提高到 2.5bps/Hz[1]。
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y(t) = H (t)s(t) + n(t) 式中， n(t) 为高斯白噪声， H (t) 是连接基站和移动台的 MIMO 信道系数矩阵[4]。
1.2 随机 MIMO 信道模型
随机信道模型直接对信道参数进行建模，仿真信道的三种小尺度衰落效应：时延扩展、 多普勒扩展和角度扩展。连接基站和移动台的 SISO 信道系数矩阵可以表示为
[ ] [ ] 和 Rrx 在 3GPP 标准中已经给出了详细计算过程[2]，并记 RMIMO = Rtx ⊗ Rrx 。 Hiid 的产生
可以参考著名的 Jakes 模型[6]。
2 3GPP LTE MIMO 信道的仿真
3GPP 标准给出了信道的详细参数。信道场景类型分为 EPA、EVA、ETU、HST 四种， 每种场景都有对应的多径时延、功率和多普勒频率。天线配置有 1×2、2×2、4×2、4×4 等方式，天线之间的相关性有高、中、低三种[2]。
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Magnitude(dB)
图 5 信道时域衰落特性曲线
图 6 是信道包络的 PDF 曲线，图 7 是信道包络的 CDF 曲线。红线是用理论值画出来的 曲线，蓝线表示仿真得到的曲线。
本文使用 Matlab 软件建立了一个 3GPP LTE MIMO 信道仿真平台。首先，选择不同的 传播场景、天线配置，然后计算 RMIMO ，再计算抽头矩阵 Al ，最后得到 MIMO 信道传输矩 阵 H。该仿真平台具体的流程如图 4 所示：
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选择传播环境 (EPA、EVA、
L
∑ H (t) = Alδ (t −τ l ) ，其中 L 是可分辨径的数目，τ l 是第 l 条径的相对时延， Al 表示 l =1
基站天线与移动台天线之间的复传输系数[5]。 上式描述的是一个 SISO 信道的多抽头时延线(TDL)模型，如图 2 所示：
s(t)
τ1
τ2
τL
A1
A2
AL
n(t)
5
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图 6 信道系数的包络 PDF 曲线
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由此可见，建立上述 MIMO 信道模型的关键就是确定信道抽头矩阵 Al 。
1.3 3GPP LTE MIMO 信道模型
LTE MIMO 信道模型是基于相关矩阵的[2]。信道抽头矩阵 Al 采用 Kronecker 乘积模型计 算得到。IEEE 标准中给出了信道抽头矩阵 Al 的计算方法[3]，以 4×4 天线配置为例：
中国科技论文在线
基于 3GPP LTE 的 MIMO 信道模型研究与仿真
祁万军*
（武汉理工大学信息工程学院，武汉 430070） 摘要：对基于 3GPP LTE 的 MIMO 信道模型进行了深入研究，提出了一种空时 MIMO 信道建模 方法，并基于 Matlab 软件搭建了 3GPP LTE MIMO 无线信道模型的仿真平台。这一仿真模型 考虑了时延扩展、多普勒扩展及不同空间相关性等信道参数，能够完整地描述 3GPP LTE 的 MIMO 信道的空间、时间以及频率特性，具有运算复杂度低、产生简便等优点，从而为 3GPP LTE 的 MIMO 无线链路性能仿真、系统容量分析以及实现算法性能评估提供了有力工具。 关键词：LTE 系统；MIMO 信道模型；相关矩阵；时延扩展；多普勒扩展
中图分类号：TN929.5
Study and Simulation Implementation of 3GPP LTE MIMO Channel Model
Qi Wanjun
(School of Information Engineering, Wuhan University of Technology,WuHan 430070) Abstract: The 3GPP LTE MIMO channel model was discussed and its implementation scheme was proposed, based on which a simulation platform was established for 3GPP LTE MIMO channel. The scheme involves the channel delay spread, Doppler spread, and different spatial correlation, etc, and it can simulate the properties of 3GPP LTE MIMO channel in space domain, time domain, and frequency domain, which is useful for the analysis and simulation of 3GPP LTE MIMO systems. Keywords:LTE system;MIMO channel model;correlation matrix;delay spread;Doppler spread