Statistical analysis of multipath clustering in an indoor office environment

A parametric directional-based MIMO channel model is presented which takes multipath clustering into account. The directional propagation path parameters include azimuth of arrival (AoA), azimuth of departure (AoD), delay, and power. MIMO measurements are carried out in an indoor office environment using the virtual antenna array method with a vector network analyzer. Propagation paths are extracted using a joint 5D ESPRIT algorithm and are automatically clustered with the K-power-means algorithm. This work focuses on the statistical treatment of the propagation parameters within individual clusters (intracluster statistics) and the change in these parameters from one cluster to another (intercluster statistics). Motivated choices for the statistical distributions of the intracluster and intercluster parameters are made. To validate these choices, the parameters' goodness of fit to the proposed distributions is verified using a number of powerful statistical hypothesis tests. Additionally, parameter correlations are calculated and tested for their significance. Building on the concept of multipath clusters, this paper also provides a new notation of the MIMO channel matrix (named FActorization into a BLock-diagonal Expression or FABLE) which more visibly shows the clustered nature of propagation paths

Experimental statistical channel modelling for advanced wireless communication systems in indoor environments

Draadloze communicatiesystemen voor mobiele telefonie en draadloos internet zijn onmisbaar geworden in het dagelijkse leven. De grootste troef van draadloze communicatie over bedrade communicatie is de toegenomen mobiliteit. Draadloze communicatie heeft evenwel ook één groot nadeel, namelijk de onzekerheid over de kwaliteit van de link tussen zender en ontvanger. Waar bedrade communicatie een doorgedreven ontwerp van het kanaal tussen zender en ontvanger (d.i. de kabel) toelaat, is het ontwerp van het draadloze kanaal (d.i. de omgeving) bijna onmogelijk. Desondanks kunnen wel modellen van de propagatie van draadloze signalen opgesteld worden voor verschillende types omgevingen. Deze modellen laten toe om de betrouwbaarheid en de performantie van een draadloze link in te schatten. Modellering van draadloze propagatie voor indooromgevingen is het algemeen onderwerp van dit proefschrift. De propagatiemodellering in dit proefschrift betreft drie types indooromgevingen, nl. industriële en kantooromgevingen, en de omgeving binnen in een voertuig. De modellering bestaat uit statistische modellen gebaseerd op veldmetingen in deze omgevingen. Verschillende parameters van draadloze signalen worden onderzocht, zoals de variabiliteit van het signaalvermogen met de afstand en in de tijd, het signaalbereik, de dispersie in het tijdsdomein, de dispersie in het spatiaal domein en het vermogensverlies bij propagatie van buiten naar binnen een voertuig

Statistical Analysis of Multipath Clustering in an Indoor Office Environment

A parametric directional-based MIMO channel model is presented which takes multipath clustering into account. The directional propagation path parameters include azimuth of arrival (AoA), azimuth of departure (AoD), delay, and power. MIMO measurements are carried out in an indoor office environment using the virtual antenna array method with a vector network analyzer. Propagation paths are extracted using a joint 5D ESPRIT algorithm and are automatically clustered with the K-power-means algorithm. This work focuses on the statistical treatment of the propagation parameters within individual clusters (intracluster statistics) and the change in these parameters from one cluster to another (intercluster statistics). Motivated choices for the statistical distributions of the intracluster and intercluster parameters are made. To validate these choices, the parameters' goodness of fit to the proposed distributions is verified using a number of powerful statistical hypothesis tests. Additionally, parameter correlations are calculated and tested for their significance. Building on the concept of multipath clusters, this paper also provides a new notation of the MIMO channel matrix (named FActorization into a BLock-diagonal Expression or FABLE) which more visibly shows the clustered nature of propagation paths.</p