毫米波MIMO移动对移动信道的基于几何的建模

毫米波MIMO移动对移动信道的建模是一个高度技术化的研究领域，它关注在毫米波频段下的移动通信环境，特别是针对移动台之间直接通信（M2M）的情形。毫米波由于其较高的频率，拥有更宽的频谱资源和更高的数据传输速率，但同样也面临传播损耗大、穿透能力差、易受遮挡影响等技术挑战。在这些挑战中，信道建模尤为关键，因为它直接关系到通信系统性能的评估和算法设计。 基于几何的信道模型是一种常用的方法，通过构建与实际环境相符合的几何模型来模拟信号的传播路径。在毫米波MIMO移动对移动信道的研究中，提出了以双环参考模型为基础的几何信道模型。这种模型考虑了无线电链路两端基于簇的非各向同性散射。简单来说，就是假定在发射机和接收机周围存在若干散射簇，散射簇上的散射体具有一定的方位角散布特性。 文章中提到的模型具有可调整的参数，包括散射簇的数量、簇中心位置以及簇内非各向同性散射的程度。通过调整这些参数，模型能够适应各种毫米波M2M场景。在此基础上，进一步推导出了时间-频率相关函数、功率延迟分布（PDP）以及多普勒功率谱。时间-频率相关函数用于表征信号在时频域的相关性，PDP展示了不同路径的到达时间与相应功率的关系，而多普勒功率谱则描述了移动对移动通信中由于相对运动产生的频率扩展特性。 通过模拟得到的PDP与毫米波室外测量结果的对比，验证了模型的有效性。研究发现，簇的数量较少时会导致较高的信道相关性，而簇内非各向同性散射的程度只有在簇数量较少时才对相关性有显著影响。此外，多普勒功率谱呈现类似U形的分布特征，而簇数量较少、簇内方位角散布大以及天线间距较大等因素会引起多普勒功率谱的显著波动。 最终，该模型被应用于具有方向性天线的M2M场景，特别是与安全相关的应用中。模型的结果显示，与使用全向天线相比，使用方向性天线能够导致更高的信道相关性。这些观察和结论对于毫米波M2M MIMO系统的系统设计具有指导意义。 毫米波MIMO移动对移动信道的基于几何的建模研究为理解和优化毫米波频段下的移动通信系统提供了重要的理论基础和技术工具。它不仅促进了信道模型本身的完善，也对发射机和接收机的设计、天线的配置以及信号处理算法等方面提供了重要的参考。在5G及未来通信技术不断演进的今天，此类研究对于解决毫米波通信所面临的挑战具有实际而深远的意义。