8、MIMO 信道模型与空间相关性分析

MIMO 信道模型与空间相关性分析

1. 天线间距与相关性

在无线通信中，天线元素之间的相关性对信道容量和分集增益有着重要影响。随着天线元素之间相关性的增加，信道容量和分集增益会降低。为了减少这种相关性，天线间距必须设置得足够大。

2. PAS 模型

2.1 PAS 对空间相关性的影响

PAS（Power Azimuth Spectrum，功率方位谱）是确定天线元素之间空间相关性的重要因素。通过对不同信道环境（如室内或室外、宏蜂窝或微蜂窝）的实际测量，我们可以得到各种类型的 PAS 模型。PAS 的模式主要取决于本地散射分量的分布。一般来说，移动台（MS）在各种不同环境中都会观察到大量的本地散射分量，因此其 PAS 通常遵循均匀分布。而基站（BS）的 PAS 分布则取决于小区内地形的特征，通常表现为较小的波瓣宽度（AS，Angular Spread，角度扩展）。不过，在微微蜂窝或室内环境中，BS 的 PAS 仍然呈现均匀分布。

2.2 不同环境下的 PAS 模型

不同环境下的 PAS 模型如下表所示：
|环境|基站（BS）|移动台（MS）|
| ---- | ---- | ---- |
|室外 - 宏蜂窝|截断拉普拉斯、余弦函数的 n 次方|均匀|
|室外 - 微蜂窝|截断高斯、均匀|均匀|
|室外 - 微微蜂窝|几乎均匀|均匀|
|室内|均匀|均匀|

2.3 不同环境下的平均 AS

不同环境下的平均 AS 测量结果如下表所示：
|载波频率（MHz）|室外 - 宏蜂窝（城市）|室外 - 宏蜂窝（郊