مدل‌سازی هندسی کانال انتشار چندورودی چندخروجی با وجود توزیعی از پراکنده‌کننده‌ها بین ایستگاه پایه و ایستگاه کاربر
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوترفاطمه زاده پاریزی 1 * , مهری مهرجو 2 , جواد احمدی شکوه 3
1 - دانشگاه صنعتی شیراز
2 - دانشگاه سیستان و بلوچستان
3 - دانشگاه سیستان و بلوچستان
کلید واژه: تابع همبستگی متقابل توزیع پراکنده‌کننده‌ها بین ایستگاه پایه و کاربر کانال‌های MIMO مدل دیسک توخالی,
چکیده مقاله :
در این مقاله به ارائه یک مدل هندسی دقیق کانال‌های چندورودی چندخروجی پهن‌باند برای کاربردهایی که ارتباط بین فضای باز به فضای بسته وجود دارد، می‌پردازیم. در این مدل، اثر توزیعی از پراکنده‌کننده‌های موجود در فضای باز در نظر گرفته می‌شود و همچنین پراکنده‌کننده‌های موجود در فضای بسته حول ایستگاه کاربر بر روی یک دیسک توخالی توزیع شده‌اند. برای این ساختار یک تابع همبستگی متقابل به شکل بسته ریاضی به دست می‌آوریم که تابع همبستگی متقابل به پارامترهای مختلفی همچون فاصله بین ایستگاه پایه و کاربر، فاصله المان‌های آنتن در ایستگاه پایه و کاربر و سمت‌گیری آنتن وابسته است. مقادیر عددی تابع همبستگی با استفاده از نرم‌افزار RPS برای کانال انتشار دانشکده برق و کامپیوتر دانشگاه سیستان و بلوچستان به دست می‌آید. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که در نظر گرفتن توزیع پراکنده‌کننده‌ها در فضای باز، منجر به نتایج واقعی‌تری برای تابع همبستگی و متعاقباً ظرفیت کانال انتشار می‌شود.
The paper presents a geometry-based MIMO channel model for outdoor-to-indoor applications. The propagation channel model is derived when indoor scatterers are located on a hollow-disk around the user and a distribution of outdoor scatterers exists between the base station and the user. The closed-form Cross-Correlation Function (CCF) is derived for the aforementioned scenario. This function depends on various parameters of interest including the distance between the base station and the user, the spacing among antennas elements, and the directions of the antennas elements. The numerical CCF values are obtained with Radiowave Propagation Simulator (RPS) software for the building of Electrical and Computer Engineering School at the University of Sistan and Baluchestan. The results show that considering the outdoor scatterers increases the accuracy of the CCF and the capacity computation significantly.
[1] R. Verma, S. Mahajan, and V. Rohila, "Classification of MIMO channel models," in Proc. of 16th IEEE Int. Conf. on Networks, ICON 2008, 4 pp., 12-14 Dec. 2008.
[2] J. Chen, et al., "A novel channel model for relay MIMO cooperative communication based on the geometrical two-ring," in Proc. of IEEE Int. Conf. on Microwave and Millimeter Wave Technology, ICMMT'10, pp. 1428-1431, Chengdu, China, 8-11 May 2010.
[3] M. Patzold and B. O. Hogstad, "A space-time channel simulator for MIMO channels based on the geometrical one-ring scattering model," in Proc. IEEE 60th Conf. on Vehicular Technology, VTC'04-Fall, vol. 1, pp. 144-149, 26-29 Sep. 2004.
[4] G. Bakhshi, R. Saadat, and K. Shahtalebi, "A modified two- ring reference model for MIMO mobile-to-mobile communication channels," in Proc. Int. Symp. on Telecommunications, IST 2008, pp. 409-413, Tehran, Iran, 27-28 Aug. 2008.
[5] Z. Tang and A. S. Mohan, "Evaluation of the performance of indoor MIMO systems," in Proc. IEEE Symp. on Antennas, Propagation, and EM Theory, pp. 553-555, Beijing, China, 28 Oct.-1 Nov. 2003.
[6] O. Norklit and J. B. Andersen, "Diffuse channel model and experimental results for array antennas in mobile environments," IEEE Trans. on Antennas and Propagation, vol. 46, no. 6, pp. 834-840, Jun. 1998.
[7] G. Bakhshi, K. Shahtalebi, and H. Saligheh Rad, "A novel full-three-dimensional MIMO mobile-to-mobile channel reference model," in Proc. IEEE 3rd Int. Conf. on Signal Processing and Communication Systems, ICSPCS'09, 6 pp., Omaha, NE, US, 28-30 Sep. 2009.
[8] A. G. Zajic and G. L. Stuber, "3-D MIMO mobile- to - mobile channel simulation," in Proc. 16th Mobile and Wireless Communications Summit, 5 pp., Budapest, Hungary, 1-5 Jul. 2007.
[9] X. Cheng, C. X. Wang, Y. Yuan, D. I. Laurenson, and G. Xiaohu, "A novel 3D regular-shaped geometry-based stochastic model for non-isotropic MIMO mobile-to-mobile channels," in Proc. IEEE Vehicular Technology Conf., VTC'10-Fall, 5 pp., Ottawa, Canada, 6-9 Sept. 2010.
[10] M. Patzold and B. O. Hogstad, "A wideband space - time MIMO channel simulator based on the geometrical one-ring model," in Proc. of 64th IEEE Vehicular Technology, VTC'06-Fall, 6 pp., Montreal, Canada, 25-28 Sept. 2006.
[11] A. Abdi, J. A. Barger, and M. Kaveh, "A parametric model for the distribution of the angle of arrival and the associated correlation function and power spectrum at the mobile station," IEEE Trans. Vehicular Technology, vol. 51, no. 3, pp. 425-434, May 2002.
[12] J. Fuhl, A. F. Molisch, and E. Boneck, "Unified channel model for mobile radio systems with smart antennas," IEE Proceedings Radar, Sonar, and Navigation, vol. 145, no. 1, pp. 32-41, 1998.
[13] I. S. Gradshteyn and I. M. Ryzhik, Table of Integrals, Series, and Products, 7th Edition, Elsevier Inc, Feb. 2007.
[14] I. Sarris and A. R. Nix, "Design and performance assessment of high- capacity MIMO architectures in the presence of a line - of - sight component," IEEE Trans. Vehicular Technology, vol. 56, no. 4, pp. 2194-2202, Jul. 2007.