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多输入多输出(MIMO)技术被认为是现代通信技术中极其重大的突破；但是，MIMO信道的特性，特别是天线之间的时空相关性，对MIMO系统大容量的实现和系统性能的提高以及MIMO系统中各种信号处理算法、资源调度算法等性能的优劣起决定性的作用。因此，在TD-LTE系统级和链路级仿真中，建立起有效的能反应MIMO信道空时相关性的MIMO信道模型就显得十分的重要
为此，本论文基于TD-LTE仿真平台围绕无线通信系统中的MIMO信道建模这一主题，在MIMO无线信道建模、MIMO信道空时相关性两个方面进行了深入细致的研究。因为能够建立符合实际传播条件的MIMO信道模型，是评估TD-LTE仿真平台各种调度算法、SINR计算算法、提高仿真性能的基础，而无线信道的空时特性正是这些算法性能的关键。
本论文依托于TD-LTE系统级仿真平台，建立了的大尺度衰落模型，并且主要实现了IMT-A中不同场景路径损耗的计算，阴影衰落的产生。并且改进了极化天线情况下的信道建模方案，同时通过链路级仿真来确定极化天线对信道性能带来的影响。提出了一种根据UE移动距离大小来决定是否进行大尺度衰落更新的实现方案。同时考虑到TD-LTE系统级仿真过程中，MIMO无线信道的建模复杂度很高，导致系统仿真时间太长，因此本文还提出了一种缩短信道仿真时间、简化信道建模过程的方法，通过分析可知此算法实现了仿真效率与仿真精确度的平衡。为了再现3GPP的结果，根据3GPP提出的仿真平台校准步骤，本文对所完成的大尺度衰落模型和小尺度衰落模型进行了校准，以此验证仿真平台基础模块的合理性。最后，本文从角度扩展、天线间隔两个方面，分析与讨论了MIMO信道模型的空时相关性。