LTE-M在地铁隧道中的非稳态MIMO信道的几何建模

作     者：陈旭敏 王大庆 潘韵天 郑国莘 CHEN Xumin;WANG Daqing;PAN Yuntian;ZHENG Guoxin

作者机构：上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室上海200444 上海申通地铁集团有限公司技术中心上海201102 

出 版 物：《上海大学学报（自然科学版）》 (Journal of Shanghai University:Natural Science Edition)

年 卷 期：2018年第24卷第6期

页      面：888-899页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金重点资助项目(61132003) 国家自然科学基金面上资助项目(61571282) 

主　　题：LTE-M(long term evolution-metro) 多输入多输出信道 非稳态 基于几何的单反射模型 

摘      要：轨道交通中基于通信的列车控制(communication based train control, CBTC)系统采用多输入多输出(multiple-input multiple-output, MIMO)信道的LTE-M(long term evolution-metro)技术以确保可靠的车地通信,因此需要研究地铁隧道环境下MIMO信道的统计特性.针对隧道内2×2 MIMO信道在列车移动特别是列车经过基站的过程中呈现的非稳态特性,建立了隧道环境下基于几何的单反射(geometrically based single bounce,GBSB)时变MIMO信道模型.推导了复信道增益以及时变统计特性,包括信道时变自相关函数(autocorrelation function, ACF)、信道时变功率谱密度(power spectral density, PSD)、信道时变互相关函数(cross correlation function, CCF)等.分析了列车运行速度、天线间距等参数对信道相关性的影响.结果表明,信道时变自相关性随列车运行速度增加而降低.当天线间隔增大,信道互相关性呈现波动性下降.仿真结果与实测结果相一致,验证了所提出模型的有效性.