视频短片："使用无线 InSite MIMO 可视化波束成形"...
为了展示 MIMO 模拟评估的概念，Wireless InSite®的 MIMO 功能被用于在弗吉尼亚州罗斯林密集的城市环境中建立小基站（图 1）。基站位于一个主要十字路口的中轴线上，距离街道水平面 10 米高。为了便于比较，基站采用了两种不同的配置：(1) 单偶极子天线和 (2) 大型多输入多输出天线。两者都使用 28 千兆赫的载波频率。
导入的城市模型和地形共包含约 3,800 个面。建筑物和地形的材料属性为混凝土，电导率为 0.484 S/m，介电常数为 5.31。图 2 显示了大规模 MIMO 天线的特写，该天线被定义为 8x8 交叉极化偶极子阵列。第一个元件的增益模式显示在阵列视图中。移动设备被定义为沿城市路线移动，图中显示它从西面接近基站位置，然后转向北面远离基站。
图 1：在 Wireless InSte 中为 SISO 和 MIMO 分析设置了 Rosslyn 3D 建筑和地形数据。
图 2：128 元 Massive MIMO 阵列位于离地面几英尺高的 Tx 点上，并在市中心区域设置了移动 Rx。
Wireless InSite MIMO 包含一个阵列生成器，允许用户设计 n 个元素大小的 MIMO 阵列。该工具还允许用户控制阵列的各个元素，如定位、天线模式和旋转。图 3 显示了阵列生成器中的 128 元阵列。为简单起见，该阵列使用偶极子天线构建，以半波长间距放置，并在所示的 64 个位置分别放置垂直极化和水平极化元件。不过，需要注意的是，该软件可以处理多种不同类型的分析图案，也可以使用由 Remcom 的XFdtd® 等全波求解器进行高保真阵列模拟生成的导入图案。
图 3：128 元 Massive MIMO 阵列是在 Wireless InSite 功能强大的阵列生成器中构建的。
Wireless InSite 的研究区域属性允许用户配置和控制物理和光线跟踪计算的各个方面。图 4 显示了大规模 MIMO 仿真的研究区域设置对话框。研究区域定义为使用 Wireless InSite 的 GPU 加速 X3D 光线模型，光线追踪定义为包括最多六次反射和一次衍射的传播路径，省略传输以限制室外计算。
图 4："研究区域属性 "窗口可让用户控制要运行的传播模型和交互次数
然后使用单天线和多输入多输出天线进行模拟。Wireless InSite 可提供用户要求的输出，如接收功率、传播路径、到达/离开时间等。单发射天线分析的典型结果是移动设备接收到的功率，可以是区域覆盖图的形式，也可以是沿路距离函数的形式显示。图 5 显示了基站附近的覆盖范围。图 6 显示了移动设备沿途接收到的功率图（在场景视图中显示为红色）。如图 2 所示，当移动设备接近基站时，沿途的功率会增加，当移动设备远离基站时，功率会下降，当移动设备拐弯并离开视线范围时，功率会急剧下降。沿途接收功率的快速衰减是由于与建筑物的多径相互作用（反射和衍射）造成的。
图 5：显示场景覆盖范围的实地地图。
图 6：使用单天线的移动设备从基站沿线接收到的功率
另一个与单天线和多输入多输出系统相关的输出是复脉冲响应，它是多径信号的量度。复脉冲响应测量的是到达多径信号的功率与到达时间或相位的函数关系。图 7 显示了基站与移动设备之间前 25 条传播路径，传播路径位于基站沿线约 240 米处。图 8 显示了单天线基站在该位置的复脉冲响应。
图 7：从基站到移动设备沿线某点的前 25 条传播路径。
图 8：移动设备在上述位置的复脉冲响应。
无线 InSite MIMO 允许用户使用图 9 所示的信道数据结果浏览器写出 H 矩阵、复脉冲响应和延迟展宽。该图显示了在 Rosslyn MIMO 场景中，针对 MIMO 系统中所有发射和接收天线元件组合绘制接收功率与接收器数量函数关系图的设置。图 10 显示了移动设备沿途的接收功率，并叠加了所有发射器元件的结果。
图 9：为 Wireless InSite MIMO 模块创建了 "分析信道数据 "结果浏览器。该浏览器允许用户输出 H 矩阵、复脉冲响应、延迟展宽和接收功率。
图 10：移动设备从 MIMO 基站所有 128 个发射单元沿路接收到的功率。
多输入多输出仿真的关键输出结果之一是复信道矩阵或 H 矩阵。H 矩阵编码了从每个发射器元件到每个接收器元件的多径传播特性，通常用于波束成形、信道容量和其他 MIMO 系统级分析。Wireless InSite 的信道数据结果浏览器允许用户将 H 矩阵导出为 .csv 文件，在该文件中，额外的后处理分析可以确定信道多径如何影响 MIMO 系统的性能。
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