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Generalized 3d scattering channel model with MIMO Antenna Systems

China Communications 2016年第5期13卷 66-81页

作者： Jie Zhou Hao Jiang Hisakazu Kikuchi department of Jiangsu Key Laboratory of Meteorological Observation and Information Processing Nanjing University of Information Science and Technology department of Electrical and Electronic Engineering Niigata University

In this paper, a generalized three-dimensional(3d) scattering channel model for macrocellular land mobile environments is considered. This model simultaneously describes angular arrival of multi-path signals in the azimuth and elevation planes in an environment where uniformly distributed scatterers are assumed to be present in hemispheroids around the base station(BS) and mobile station(MS). Using this channel model, we first derive the closed-form expression for the joint and marginal probability density functions of the angle-of-arrival and time-of-arrival measured at the BS and the MS corresponding to the azimuth and elevation angles. Next, we derive an expression for the doppler spectral distribution caused by motion of the MSs. Furthermore, we analyze the performance of multiple-input multiple-output antenna systems numerically. The results show that the proposed 3d scattering channel model performs better than previously proposed two-dimensional(2d) models for indoor and outdoor environments. We compare the results with previous scattering channel models and measurement results to validate the generalizability of our model.

关键词： 3d scattering channel model angle of arrival doppler spectra multiple-input multiple-output

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