2.1GHz帯屋外伝搬実験に基づく直交偏波4×4MIMOの特性評価

摘要

This paper analyzes the propagation characteristics of 4×4 MIMO using vertical and horizontal polarization antennas through the outdoor measurement in 2.1 GHz band. The eigenvalues, the antenna correlation and the channel capacity, which is derived from the results of continuous measurements, are evaluated. Through it is known that the two eigenvalues is high in a LOS environment, this paper confirmed that the other eigenvalues is low when that correlation is high. Furthermore, this paper evaluates relation between the 3rd and 4th eigenvalues and a co-polarized antenna correlation. Especially, the co-polarized and cross-polarized antenna correlation characterizes the eigenvalues. Moreover, the channel capacity of the polarized 4×4 MIMO is higher than the spatial 4×4 MIMO because the spatial multiplexing efficiency is difference. Especially, polarized MIMO achieves the high capacity when the SNR is over 20dB.%垂直偏波と水平偏波を利用した4×4MIMO（4x4偏波MIMO）の伝搬特性について調査することを目的として，神奈川県横浜市及び埼玉県ふじみ野市エリアにおいて2.1GHz帯屋外電波伝搬実験を実施した.走行実験の連続測定により取得したチャネル行列の固有値とアンテナ間相関について評価を行い，さらにMIMOの空間多重効果及びチャネル容量について垂直偏波のみを資料した4×4MIMO（4×4空間MIMO）と比較評価を行った.4×4偏波MIMOでは，見通し環境のような高いチャネル相関を持つ環境では2つの固有値のみ大きくなることが知られている.その要因として，本稿では送信側の同偏波のアンテナ間相関の増加により2つの固有値のみ大きくなることを確認した.さらに同偏波に加えて異なる偏波での受信を含めたアンテナ間の相関値が固有値をより特徴づけられることがわかった.また空間多重効果はエリアに依らず4×4空間MIMOに対して4×4偏波MIMOが高く，それにより高いチャネル容量を得られることを確認した.特にSNRが20dB以上で4×4偏波MIMOが高いチャネル容量を達成することがわかった.