在"衰落信道小议“一文中提到了MIMO信道的建模。好的信道模型是以下三个标准的折中:

  • 准确性。
  • 计算可行。
  • 一般性(或者说灵活性)。

3GPP提出的SCM(Spatial Channel Model)是符合以上标准的、基于地理的概率模型(Geometry Based Stochastic Model),即使用若干传播路径进行叠加,每条路径的强度和延迟符合一定的随机分布。SCM被WP5小组采用研究室外的MIMO信道,后经其手拓展成SCM-E(E for Extension)模型,再后来WP5还是不满意,便另起炉灶开始了WINNER系列信道模型的制定及其实现,这是后话,放在下一篇里说。

推荐从SCM开始学习信道仿真。说到底信道仿真就是通过一系列配置,生成某场景下的信道H。接下来的文字认为大家已经看过或正在看以下两个文档:

[1] 3GPP TR 25.996 V10.0.0, “Spatial channel model for MIMO simulations”, Mar. 2011 [2] 3GPP TR 25.996, “MATLAB implementation of the 3GPP spatial channel model”, July 2006.

SCM整个模型分为两块分别用于系统级仿真、链路校正。常用的是系统级仿真,即 [1] 第5章的内容。第4章那么长很容易让人找不到要领。

要说的是,SCM信道参数很多,一定要全部掌握而不能依靠默认配置,从而获得似是而非的仿真结果。SCM为了计算方便,对很多参数有假设限定,例如认为用户之间即使靠的很近,也认为Shadow Fading的系数不相关。又例如:AS,DS,SF参数在所有扇区是一致的。天线配置理论上是自由的但实际只可以设定成0.5/4/10倍波长。假设延时抽头数目小于等于6,这就限制了最大带宽。等等。

5.4节给出了计算subpath上的信道增益的原理,这正是前文提到的 Ray-Tracing 方法。

5.5节是一些附加选项,如极化天线、视距信道等等。5.6节讲述了信道系数之间的相关性是怎么选取的。很遗憾,SCM中对inter-cell correlation的处理是给定一个B矩阵,这也表明了SCM是 入门级 的东西。

5.7节,点了一下多小区干扰的建模。

在提供的matlab仿真程序中,对参数 SampleDensity(信道生成使用的采样密度,和多普勒频移参数有关)和Ts(用于将delay从具体时间转化到抽头数,也是通信系统的采样率)说明的不完善,需要自己玩味。另外,最终生成的信道存储在\(\bf{H}\)中,是一个五维的矩阵,每一维的具体含义文档里说的很清楚了: \({\bf{H}}(i,j,k,p,q)\)表示第\(q\)条链路在第\(p\)个采样时间点上,从天线\(i\)到天线\(j\)之间delay为\(k\)秒的信道增益。