LTE-M在地铁隧道中的非稳态MIMO信道的几何建模

作者：陈旭敏; 王大庆; 潘韵天; 郑国莘term多输入多输出信道非稳态基于几何的单反射模型

摘要：轨道交通中基于通信的列车控制(communication based train control, CBTC)系统采用多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)信道的LTE-M (long termevolution-metro)技术以确保可靠的车地通信, 因此需要研究地铁隧道环境下MIMO信道的统计特性. 针对隧道内2 × 2 MIMO信道在列车移动特别是列车经过基站的过程中呈现的非稳态特性, 建立了隧道环境下基于几何的单反射(geometrically based single bounce,GBSB)时变MIMO信道模型. 推导了复信道增益以及时变统计特性, 包括信道时变自相关函数(autocorrelation function, ACF)、信道时变功率谱密度(power spectral density, PSD)、信道时变互相关函数(cross correlation function, CCF)等. 分析了列车运行速度、天线间距等参数对信道相关性的影响. 结果表明, 信道时变自相关性随列车运行速度增加而降低. 当天线间隔增大, 信道互相关性呈现波动性下降. 仿真结果与实测结果相一致, 验证了所提出模型的有效性.

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