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随着全球移动数据业务量需求持续增加,第五代移动通信系统（the Fifth Generation,5G）需要支持高达20 Gbps的峰值速率。多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术由于可以充分利用信道中的空间自由度（Degree of Freedom,DOF）有效提升频谱效率和系统容量而成为5G关键技术之一。另一方面,天线多极化技术可以提高移动设备的紧凑性,缩小设备的体积,实现频谱效率提升。因此,多极化MIMO技术能够为5G愿景和需求实现提供支撑。信道特性决定了无线通信系统性能上限,是系统技术评估、优化的基础。鉴于此,本文基于真实通信环境下的信道实测,以多极化MIMO信道特性为研究对象,重点研究了典型室内场景和城市微蜂窝（Urban Microcell,UMi）场景下的三极化MIMO信道特性,探究三极化MIMO技术在实际的信道环境中能否有效提升系统容量。为三极化MIMO技术在5G无线移动通信中的应用提供基础理论参考。本文基于UMi、办公室和走廊三个典型通信场景,展开了中心频率分别为4.9 GHz和3.5 GHz的三极化MIMO信道测量,并对三极化 MIMO 信道的交叉极化比（Cross-polar Discrimination,XPD）、子信道相关性（Correlation Coefficient,CC）、信道矩阵特征值（Eigenvalue of Channel Matrix）、条件数（Condition Number,CN）、信道容量和容量增益（Capacity Gain,CG）等信道特性进行了分析与研究。本文具体的研究工作如下:（1）三极化MIMO信道测量平台搭建。本文利用已有的单输入单输出（Single Input Single Output,SISO）测量平台,通过旋转收发端天线模拟信号在不同极化方向上的收发,同时在旋转的过程中始终保持天线的中心在同一物理位置。基于在不同极化方向上采集的信道冲击响应构建出三极化MIMO信道矩阵。（2）典型室内场景下三极化MIMO信道特性研究。本文采用旋转的方式构建三极化MIMO信道矩阵,并对办公室和走廊这两个典型的室内场景展开了实际的信道测量,对比分析了两个场景下的三极化MIMO信道容量。其次,研究了不同天线高度和天线对齐状态对三极化MIMO信道容量的影响。（3）UMi场景下三极化MIMO信道特性研究。目前,针对三极化MIMO信道研究主要集中于多极化信道仿真以及少量室内场景测量,缺乏室外场景下三极化MIMO信道测量。因此,本文在典型的UMi场景开展了三极化MIMO信道测量,研究了视距、非视距下子信道相关性、交叉极化比对信道容量的影响,以及三极化MIMO信道的鲁棒性。综上所述,本文面向5G移动通信多极化MIMO技术发展的需求,通过典型UMi和典型室内场景（办公室、走廊）下的三极化MIMO信道实测,研究了天线高度和天线对齐状态对信道容量的影响,验证了实际通信场景下三极化MIMO系统具有较高的信道容量和更强的鲁棒性。本文研究成果为5G三极化MIMO技术的评估和优化提供了理论基础支撑。