大規(guī)模多天線信道測(cè)量及小尺度衰落特性研究.pdf

1、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用的迅猛發(fā)展，推動(dòng)了第五代移動(dòng)通信(5G)的技術(shù)研究。5G要求具有媲美光纖的接入速率、享受本地操作的實(shí)時(shí)體驗(yàn)以及隨時(shí)隨地的寬帶無(wú)線接入能力，這對(duì)5G系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)容量、網(wǎng)絡(luò)覆蓋率等都提出了巨大的挑戰(zhàn)，僅靠提高傳輸帶寬、增加小區(qū)密度等方式，已無(wú)法滿足這一需求。因此，迫切需要革新性的無(wú)線傳輸技術(shù)出現(xiàn)。大規(guī)模多天線(Massive MIMO)技術(shù)作為5G的候選技術(shù)之一，突破傳統(tǒng)多天線和智能天線技術(shù)的限制，充分挖掘無(wú)限

2、空間資源，可以以更小的功率消耗，實(shí)現(xiàn)頻譜效率和信道可靠性的大幅提高。
　　在無(wú)線通信系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)、部署和優(yōu)化過(guò)程中，無(wú)線信道特性必須給予充分的考慮。作為其基礎(chǔ)研究工作—信道模型的建立，亟需真實(shí)場(chǎng)景的信道數(shù)據(jù)來(lái)支持。本文基于此背景利用自行研制的測(cè)量平臺(tái)在不同場(chǎng)景進(jìn)行信道測(cè)量采集真實(shí)信道數(shù)據(jù)，對(duì)Massive MIMO寬帶無(wú)線信道進(jìn)行了參數(shù)分析與建模。
　　論文首先簡(jiǎn)單回顧了表征寬帶無(wú)線信道特性的基本參數(shù)，對(duì)無(wú)線信道測(cè)量的方法和

3、原理及測(cè)量信號(hào)的選取等進(jìn)行了詳細(xì)闡述。在測(cè)量數(shù)據(jù)的參數(shù)提取方法中，簡(jiǎn)單介紹了論文中后期數(shù)據(jù)處理所用的多徑搜索及系統(tǒng)響應(yīng)消除等的方法。并對(duì)信道測(cè)量所用平臺(tái)軟硬件及相應(yīng)的功能原理進(jìn)行了詳細(xì)的講解。
　　深入研究Massive MIMO寬帶無(wú)線信道衰落特性，重點(diǎn)針對(duì)操場(chǎng)空曠場(chǎng)景以及報(bào)告廳會(huì)議室場(chǎng)景，圍繞上述兩種場(chǎng)景，分別在1.4725GHz和4.450GHz兩個(gè)頻段下，展開(kāi)了大量的實(shí)地測(cè)量?；趯?shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)小尺度時(shí)延衰落和空域信道特性進(jìn)

4、行了提取，深入分析Massive MIMO無(wú)線信道的傳播特征。
　　采用RA(Reverse Arrangement)試驗(yàn)方法對(duì)虛擬天線陣列（128陣元）經(jīng)歷的信道平穩(wěn)性進(jìn)行了分析研究，并通過(guò)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)驗(yàn)證得出在高頻點(diǎn)時(shí)滿足廣義平穩(wěn)特征，在低頻點(diǎn)時(shí)由于信號(hào)傳播損耗較小，天線陣列較長(zhǎng)，受周圍散射物影響較大，到達(dá)接收端的多徑數(shù)目較多，不能滿足廣義平穩(wěn)特性。
　　現(xiàn)有的信道模型中大尺度矩陣只考慮收發(fā)端天線之間的路徑損耗，而不考慮

5、陣列天線上的衰落，但在Massive MIMO系統(tǒng)中，由于線性陣列較長(zhǎng)，此時(shí)天線陣列上的衰落將不可忽略。文章中通過(guò)幾何建模方法，結(jié)合基站端陣列天線空間域角度等信息對(duì)現(xiàn)有的信道矩陣中的大尺度矩陣進(jìn)行了修正。
　　通過(guò)選擇典型場(chǎng)景進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，得到了1.4725GHz和4.450GHz兩個(gè)頻段下的一些信道特性，同時(shí)也可以在統(tǒng)計(jì)特性分析的基礎(chǔ)上獲得通用的信道模型，為5G Massive MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)部署和規(guī)劃提供一定的