1.基于Von Mises Fisher分布的MIMO信号衰落相关性方法,其特征是:包括以下步骤:步骤一、建立基于Von Mises Fisher散射体分布的三维空间多天线MIMO模型,其散射体分布服从Von Mises Fisher分布;
步骤二:建立三维空间多天线MIMO天线阵列,在MIMO接收端设置均匀Y型天线阵列UYA或均匀圆环天线阵列UCA,计算相应的入射信号空间矢量,Y型天线阵列UYA的入射信号空间矢量为
式中,k=2π/λ,1≤k≤3M,k为第k个阵元,M为Y型天线阵列UYA中子天线的阵元个数,d为天线阵元间距,λ为入射信号波长,0°≤θ≤90°,圆环天线阵列UCA的入射信号空间矢量为
式中,ψl=2πl/L,l=0,1,...,L-1为第l阵元的单位方位角,L为圆环天线阵列UCA的阵元个数,ζ=krsinθ,r为圆环天线阵列UCA的阵列半径;
步骤三,计算MIMO信号衰落相关性;
(1)计算任意两个天线单元之间的空间衰落相关系数,第m个和第n个天线单元之间的相关性系数为其中,E为数学期望值,hm为第m个阵元接收信号能量, 为第m个阵元接收信号能量的平均值,hn为第n个阵元接收信号能量, 为第n个阵元接收信号能量的平均值,和 分别为天线单元m和n的导向矢量, 为信号到达角度的概率密度函数;
(2)计算两天线单元空间相关性函数,通过三角函数分解,两天线单元之间空间相关性函数为对于UYA阵列 其中Zx=kw[xm-xn]和Zy=kw[ym-yn];而对于UCA阵列,则有其中Z1=kwr[cosψm-cosψn]和Z2=kwr[sinψm-sinψn],η=tan-1(Z1/Z2);
其中,θ0和 分别是散射体簇的平均到达方位角和平均到达俯仰角;
所述步骤三(1)中UYA和UCA的相关性系数分别为:和
其中
所述步骤三(2)中具体计算过程为:根据
推得两天线单元空间相关性函数的实部和虚部分别为其中,Jm为k阶贝塞尔函数;经进一步计算,得到其中,