邵根富，姚颖莉，周杰,，菊池久和

（1.杭州电子科技大学自动化学院，浙江 杭州 310018；2.南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044；3.国立新泻大学工学部电气电子工学科，日本 新泻 950-2181）

DUCA双环多天线MIMO系统性能分析与研究

邵根富1，姚颖莉2，周杰2,3，菊池久和3

（1.杭州电子科技大学自动化学院，浙江 杭州 310018；2.南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044；3.国立新泻大学工学部电气电子工学科，日本 新泻 950-2181）

针对非频率选择性瑞利衰落信道，在三维（3D，three-dimensional）空间域信道模型中分析和研究紧凑型双环阵列（DUCA，double uniform circular array）多天线MIMO系统。采用互耦效应的等效电路模型，首次导出DUCA天线阵元间的信号衰落相关性的通用表达式，阐明互耦效应的影响机理。分析结果与传统MIMO线性阵列（ULA，uniform linear array）和单环阵列（UCA，uniform circular array）相比较，阵元空间配置及其互耦效应将对信号衰落相关性起到决定性作用。研究结果对未来massive MIMO多天线的设计和性能优化具有很好的指导意义。

MIMO多天线；双环阵列；互耦效应；信号衰落相关性

1 引言

随着宽带移动互联网接入技术的快速发展，对无线通信系统的优化和天线收发技术的研究变得至关重要。多输入多输出（MIMO，multiple input multiple output）多天线系统已经成为第4代（4G,4th generation）移动通信的关键技术之一，且已为5G LET-2025愿景规划提出了massive MIMO技术。MIMO具有提高频谱利用率以及系统信道容量的巨大优势[1～5]。MIMO的信道特性对于信号传输存在巨大的影响，因此，对基站(BS,base station)和移动台(MS,mobile station)之间的传输信道进行有效建模及对MIMO多天线阵列的研究也就显得非常必要，至今也还存在许多亟需解决的问题，其中包括：1) 大规模天线的数量和空间阵列的制约；……