This study introduces a four-dimensional (4D) geometry-based stochastic model (GBSM) for polarized multiple-input multiple-output (MIMO) systems with moving scatterers. We propose a novel motion path model with high degrees of freedom based on the Brownian Motion (BM) random process for randomly moving scatterers. This model is capable of analyzing the effect of both deterministically and randomly moving scatterers on channel properties. The mixture of Von Mises Fisher (VMF) distribution is considered for scatterers resulting in a more general and practical model. The proposed motion path model is applied to the clusters of scatterers with the mixture of VMF distribution, and a closed form formula for calculating space time correlation function (STCF) is achieved, allowing the study of the behavior of channel correlation and channel capacity in the time domain with the presence of stationary and moving scatterers. To obtain numerical results for channel capacity, we employed Monte Carlo simulation method for channel realization purpose. The impact of moving scatterers on the performance of polarized MIMO systems is evaluated using MIMO configurations with various dual polarizations, i.e. V/V, V/H, and slanted polarizations for different signal-to-noise (SNR) regimes. The proposed motion path model can be applied to study various dynamic systems with moving objects. The presented process and achieved formula are general and can be applied to polarized MIMO systems with any arbitrary number of antennas and polarizations.
이 연구는 이동 산란체가 있는 편광 다중 입력 다중 출력(MIMO) 시스템에 대한 4차원(4D) 기하 기반 확률 모델(GBSM)을 소개합니다. 무작위로 이동하는 산란체에 대한 BM(Brownian Motion) 무작위 프로세스를 기반으로 하는 높은 자유도의 새로운 모션 경로 모델을 제안합니다. 이 모델은 채널 속성에 대한 결정론적으로 그리고 무작위로 움직이는 산란체의 영향을 분석할 수 있습니다. VMF(Von Mises Fisher) 분포의 혼합은 산란자에 대해 고려되어 보다 일반적이고 실용적인 모델을 생성합니다. 제안된 움직임 경로 모델은 VMF 분포가 혼합된 산란체 클러스터에 적용되었으며, STCF(Space Time Correlation Function) 계산을 위한 닫힌 형식 공식을 달성하여 채널 상관 및 채널 용량의 거동을 연구할 수 있습니다. 정지 및 이동 산란체가 있는 시간 영역. 채널 용량에 대한 수치적 결과를 얻기 위해 채널 구현을 위해 Monte Carlo 시뮬레이션 방법을 사용했습니다. 이동 산란체가 편광 MIMO 시스템의 성능에 미치는 영향은 다양한 이중 편광(예: V/V, V/H 및 다양한 신호 대 잡음(SNR) 체제에 대한 경사 편광)이 있는 MIMO 구성을 사용하여 평가됩니다. 제안된 운동 경로 모델은 움직이는 물체가 있는 다양한 동적 시스템을 연구하는 데 적용할 수 있습니다. 제시된 프로세스와 달성된 공식은 일반적이며 임의의 수의 안테나 및 편파를 갖는 편파 MIMO 시스템에 적용될 수 있습니다.
