Page 262 - 应用声学2019年第4期

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Rayleigh)信道容量较接近，而且在稀疏多径环境下 得天线的辐射方向图和极化特性，通过仿真得到
比基于空间分集的 MIMO 系统性能具有更强的鲁 的结论是当多径信号的垂直和水平角度分布范围
棒性。文献 [34] 中的结论是，与 2 极化系统相比，在 都足够大时，这种 3 极化系统可以获得的信道容量
三维的散射环境下 3 极化系统才可以获得显著的信 接近3×3 IID Rayleigh MIMO信道。文献[37]在文
道容量提高。文献 [27] 和文献 [35] 中考虑了 6 极化， 献 [27] 的基础上考虑了更广义的角谱分布，并利用
文献 [27]利用平面波分解的方法研究了接收端电磁 矩量法计算了半波偶极子天线接收信号的相关性
波的垂直角和水平角分布对6 个接收信号相关性的 及对应的 MIMO 信道容量，得到了与文献 [27] 中类
影响，通过对接收信号相关矩阵特征值的分析得出， 似的结论。
在水平角和垂直角的分布范围都足够大时 6 极化
1.2 基于确定性理论的信道建模
MIMO 系统可获得的自由度为 6。文献 [35] 的信道
模型与文献 [34] 类似，把每个散射体对来自于某方 文献 [38] 通过非随机的数值计算和仿真，对理
向入射信号的作用描述为功率和相位改变两部分， 想自由空间、理想电导体边界走廊和吸收边界走廊
得到的结论是 6 极化 MIMO 系统的自由度为 2 到 6 这三种情况下工作于 2.4 GHz 的 3 极化和 6 极化的
之间，与环境的散射条件和阵结构有关。 MIMO 信道自由度进行了研究。结论是，在散射足
此外，文献 [36–37] 中将这种信道建模方法与 够丰富的环境，一个 3 极化系统可获得的自由度接
电磁场的数值计算相结合，考虑了天线具有非理 近 3，而一个 6 极化系统的自由度并不会达到 6，但
想点源辐射特性的情况。文献 [36] 中对发射端 3 极 一般会大于 3。在文献 [39] 中考虑了与文献 [35] 相
化天线间距足够大、接收端由共点 3 极化天线构成 似的散射状况，但采用了一种基于电磁场正交模式
的 MIMO 信道进行了仿真，其中接收端 3 极化天线 分解的确定性分析方法，得到了与文献 [35] 相似的
为 3 个 1/4 波长的单极子天线，通过数值计算来获 结论。

ྲढ़ϙ1, 2
10 0 10 0
10 -2 10 -2
ྲढ़ϙ 10 -4 ྲढ़ϙ3, 4 ྲढ़ϙ 10 -4
-6
10
-6
10
10 -8
10 -8 ྲढ़ϙ5, 6
10 -10
10 -10
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3
ஆԧᡰሏ(λ 0 ) ஆԧᡰሏ(λ 0 )
(a) ᒭႀቇᫎ (b) ӭԦ࠱᭧η᥋

10 0
10 0
10 -2
ྲढ़ϙ 10 -4 ྲढ़ϙ 10 -2
10 -6 10 -4

10 -8
10 -6
10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3 10 -1 10 0 10 1 10 2 10 3
ஆԧᡰሏ(λ 0 ) ஆԧᡰሏ(λ 0 )
(c) ԥԦ࠱᭧η᥋ (d) ʼԦ࠱᭧η᥋

图 2 6 极化 MIMO 信道矩阵特征值与收发天线距离的关系
Fig. 2 Dependence of the eigenvalues of hexapolarized MIMO channel matrix on communi-
cation distance