基于Weichselberger 模型的3D MIMO信道建模研究

来源：信号处理杂志 2017年第5期北京时间：

作者：翟曼, 李建政, 季薇, 李飞

摘要：3D MIMO（Three Dimension Multiple Input Multiple Output）技术是下一代通信系统（5G）关键的技术之一。为了更好地评估 3D MIMO 通信系统的性能，需要建立一种准确的 3D MIMO 信道模型。在现有的 3D MIMO 信道模型中，3D Kronecker 模型由于其简单性而得到广泛应用。但 3D Kronecker 模型假设收发两端是不相关的，与实际信道特性不符。为解决该问题，本文在 WINNER II 中 2D 信道模型的基础上引入仰角维度，建立 3D MIMO 信道模型，并推导收发两端的相关矩阵，通过分解收发两端相关矩阵构建 3D Weichselberger 模型。本文着重分析六种典型场景下 3D Weichselberger 模型的空间耦合矩阵，并通过理论推导分析各种场景下的 3D MIMO 信道特征，同时推导出 3D Weichselberger 模型的互信息上限的表达式。仿真结果显示，相对于 3D Kronecker 模型，3D Weichselberger 模型的信道特征更加接近于实际 3D 信道特征。

关键词：3D MIMO, 3D Weichselberger模型, 空间耦合矩阵, 3D Kronecker 模型