A 3D Cylinder MIMO Channel Model for 5G Macrocell Mobile-to-Mobile Communication Systems
A 3D Cylinder MIMO Channel Model for 5G Macrocell Mobile-to-Mobile Communication Systems
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适用于 5G 宏蜂窝移动到移动通信系统的 3D 圆柱 MIMO 信道模型
DOI：
10.1109/access.2019.2937403
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Wu Liang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jiang Hao;Xue Yujie;Zhou Jie;Chen Zhen;Dang Jian;Wu Liang
针对第五代（5G）宏蜂窝移动到移动（M2M）通信场景，我们在本文中提出了三维（3D）圆柱体多输入多输出（MIMO）信道模型来反映宏蜂窝传播环境中干扰对象的分布区域，其中接收器（Rx）位于圆柱体模型的中心点，而发射器（Tx）位于散射区域之外。在所提出的模型中，接收信号被构造为视距（LoS）传播分量和不同能量物体反射的分量（即非视距（NLoS）传播分量）之和，这使得该模型具有充分适应各种5G无线通信场景的能力。此外，我们还研究了 Tx 和 Rx 不同运动方向和时刻的统计信道传播特性，即两个不同传播分量的空间互相关函数 (CCF)、时间自相关函数 (ACF) 和多普勒功率谱密度 (PSD)。传播特性的数值分析结果与仿真结果非常吻合，这表明所提出的 3D 模型对于表征真实 5G 宏蜂窝 M2M 信道是实用的。
For fifth-generation (5G) macrocell mobile-to-mobile (M2M) communication scenarios, we in this article propose a three-dimensional (3D) cylinder multiple-input and multiple-output (MIMO) channel model to reflect the distribution region of interfering objects in macrocell propagation environments, where the receiver (Rx) is located in the center point of the cylinder model, while the transmitter (Tx) is outside the scattering region. In the proposed model, the received signal is constructed as a sum of the components with line-of-sight (LoS) propagations and the components reflected by the objects with different energies, i.e., non-line-of-sight (NLoS) propagation components, which makes the model has the ability to sufficiently adaptable to a variety of 5G wireless communication scenarios. Furthermore, we investigate the statistical channel propagation properties, i.e., spatial cross-correlation functions (CCFs) of two different propagation components, temporal autocorrelation functions (ACFs), and Doppler power spectrum densities (PSDs), for different movement directions and time instants of the Tx and Rx. Numerical analytical results of the propagation properties fit the simulation results very well, which demonstrate that the proposed 3D model is practical for characterizing the real 5G macrocell M2M channels.
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