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01.01.2014 | Ausgabe 2/2014

Wireless Personal Communications 2/2014

Wideband HAP-MIMO Channels: A 3-D Modeling and Simulation Approach

Zeitschrift:
Wireless Personal Communications > Ausgabe 2/2014
Autoren:
Emmanouel T. Michailidis, Athanasios G. Kanatas

Abstract

High-altitude platforms (HAPs) are considered as an alternative technology to provide future generation broadband wireless communications services. This paper proposes a three-dimensional (3-D) geometry-based reference model for wideband HAP multiple-input–multiple-output (MIMO) channels. The statistical properties of the channel are analytically studied in terms of the elevation angle of the platform, the antenna arrays configuration, and the angular, the Doppler and the delay spread. Specifically, the space-time-frequency correlation function (STFCF), the space-Doppler power spectrum, and the power space-delay spectrum are derived for a 3-D non-isotropic scattering environment. Finally, a sum-of-sinusoids statistical simulation model for wideband HAP-MIMO channels is proposed. The results show that the simulation model accurately and efficiently reproduces the STFCF of the reference model. The proposed models provide a convenient framework for the characterization, analysis, test, and design of wideband HAP-MIMO communications systems with line-of-sight and non-line-of-sight links.

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