3D MIMO信道建模與仿真驗(yàn)證

趙雄文 ，張夢媛 ，張蕊 ，李樹 ，林樂科

（1.華北電力大學(xué)，北京 102206；2.中國電波傳播研究所電波環(huán)境特性及?；夹g(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島266107；3.東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210096）

3D MIMO信道建模與仿真驗(yàn)證

趙雄文1，2，3，張夢媛1，張蕊2，李樹1，林樂科2

（1.華北電力大學(xué)，北京 102206；2.中國電波傳播研究所電波環(huán)境特性及?；夹g(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島266107；3.東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210096）

現(xiàn)有的多輸入多輸出（MIMO）信道仿真模型主要基于二維（2D）平面，不能反映實(shí)際的三維（3D）電波傳播環(huán)境。在WINNER 2D模型的基礎(chǔ)上研究建立3D MIMO信道仿真平臺(tái)。加入空間垂直維后，天線方向圖需要從2D擴(kuò)展至3D，并對3D天線陣列構(gòu)成的MIMO系統(tǒng)進(jìn)行建模。利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對城市微小區(qū)場景進(jìn)行仿真驗(yàn)證，可以看出三維MIMO信道參數(shù)仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。3D MIMO信道間的相關(guān)性要比2D大，但3D MIMO的信道容量相比2D會(huì)有比較大的提升。

3D MIMO；信道仿真；信道參數(shù)；信道相關(guān)性；信道容量

1 引言

多輸入多輸出（multi-input multi-output，MIMO）信 道模型在第四代（4G）和第五代（5G）移動(dòng)通信鏈路和系統(tǒng)級仿真中都有重要的應(yīng)用價(jià)值。3GPP SCM、WINNER和COST2100 信道仿真模型［1-3］已廣泛應(yīng)用于第三代（3G）移動(dòng)通信和LTE信道仿真中，但它們都是二維（two dimensional，2D）模型，沒有考慮電波和天線在垂直面內(nèi)的影響。隨著LTE-Advanced（以下簡稱LTE-A）和 5G的發(fā)展，三維（three dimensional，3D）MIMO信道建模和仿真成為目前國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)［4-6］，初步研究結(jié)果表明，將MIMO信道模型從二維擴(kuò)展至三維是非常必要的。

目前國際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP TSG-RAN-WG1提出了基于WINNER的 3D MIMO模型［4］，主要通過空間電波垂直面的引入進(jìn)行模型擴(kuò)展工作，對坐標(biāo)系、天線方向圖、二維天線陣列、新的路徑損耗模型、小尺度衰落模型等內(nèi)容都做了相應(yīng)修改，提供了三維城市微小區(qū) （3D urban micro cell，3D-UMi）和 三 維 城 市 宏 小 區(qū) （3D urban macro cell，3D-UMa）場景完整的特征參數(shù)表，但目前還未提供信道軟件仿真平臺(tái)。參考文獻(xiàn)［6］介紹了WINNER+信道模型，同時(shí)也介紹了將WINNER信道模型由二維擴(kuò)展到三維的思路。國內(nèi)對3D MIMO信道的建模和仿真也做了相關(guān)的研究，參考文獻(xiàn)［7］對3D MIMO模型垂直面角度的分布和電波在三維空間的傳播特性進(jìn)行了研究；參考文獻(xiàn)［8］對3D MIMO的關(guān)鍵技術(shù)和原理進(jìn)行了綜述性介紹。在信道測試方面，參考文獻(xiàn)［9］針對 UMi、UMa以及室外到室內(nèi)（outdoor-to-indoor，O2I）場景進(jìn)行了3D MIMO測量，分析了電波到達(dá)角和離開角在水平面和垂直面的統(tǒng)計(jì)特性。

本文基于參考文獻(xiàn)［4］建立了3D MIMO信道仿真平臺(tái)，將坐標(biāo)系、天線方向圖、終端和基站（base station，BS）高度、散射體垂直角度等內(nèi)容擴(kuò)展至三維空間，通過仿真得到3D MIMO信道沖激響應(yīng)矩陣，開展信道參數(shù)的提取工作?；赪INNER項(xiàng)目中典型場景下大量的三維實(shí)測數(shù)據(jù)，對所建3D MIMO仿真平臺(tái)進(jìn)行驗(yàn)證。最后對2D和3D信道模型的空間相關(guān)性和信道容量進(jìn)行了對比。

2 3D MIMO信道建模

2.1 天線陣列

3D MIMO天線陣列模型支持任意結(jié)構(gòu)的天線陣列，在系統(tǒng)布局中，定義兩個(gè)坐標(biāo)系：全局坐標(biāo)系（global coordinate system，GCS）和局部坐標(biāo)系 （local coordinate system，LCS），分別用于全局拓?fù)浜吞炀€陣列的定位。在3D模型中，GCS和LCS須擴(kuò)展至三維，引入z軸與高度角，并重新定義坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣，GCS和LCS轉(zhuǎn)換如圖1所示。

圖1 全局坐標(biāo)系與局部坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意

從 GCS（x，y，z）到 LCS（x＇，y＇，z＇）的旋轉(zhuǎn)可定義旋轉(zhuǎn)矢量rot=［α，β，γ］，其中，α、β、γ 分別表示 ACS 坐標(biāo)系相對于 LCS坐標(biāo)系的x、y、z軸的旋轉(zhuǎn)弧度，則轉(zhuǎn)換矩陣為：

天線具有在一定方向輻射電磁波的能力，使用天線方向圖來表示。為便于分析，本文信道建模中考慮的天線陣是均勻線性陣列（uniform linear array，ULA）和均勻圓形陣列（uniform circular array，UCA）。對于每個(gè)天線單元，天線方向圖包含了天線的極化方向和大小，需擴(kuò)展至三維并用F（θ，φ）表示：

其中，E（r，θ，φ）為電場矢量，（r，θ，φ）代表電場矢量在球面坐標(biāo)系中的位置，k0為波數(shù)。

假設(shè)全局坐標(biāo)系中的天線仰角和方位角方向圖分別為 Fθ（θ，φ）和 Fφ（θ，φ），局部坐標(biāo)系中的天線仰角和方位角方向圖 分 別 為 Fθ＇（θ＇，φ＇）和 Fφ＇（θ＇，φ＇），則 它 們 之 間 的 關(guān) 系定義如下：

其中，^θ和^φ為全局坐標(biāo)系中的單位矢量，^θ＇和^φ＇為局部坐標(biāo)系中的單位矢量。

2.2 信道系數(shù)

在得到天線陣列響應(yīng)后，需要生成3D MIMO信道脈沖響應(yīng)，3D MIMO信道系數(shù)建模仍采用3GPP仿真方法，即基于幾何基礎(chǔ)的隨機(jī)信道仿真方法［1］，利用式（4）生成信道系數(shù)：

其中，s為發(fā)射陣列天線單元，u為接收陣列天線單元。M是第n個(gè)簇的子徑數(shù)目，Pn為第n個(gè)簇的功率，為簇n的第m條子徑的交叉極化功率比，為極化天線 的 初 始 相 位 。Frx，u，θ和 Frx，u，φ是 接 收 天 線 單 元 u 的 垂 直 與水 平 天 線 方 向 圖 ，F(xiàn)tx，s，θ和 Ftx，s，φ是 發(fā) 射 天 線 單 元 s 的 垂 直 與水平天線方向圖。θn，m，EOA、θn，m，EOD、φn，m，AOA和 φn，m，AOD分別為簇 n的第m條子徑的垂直到達(dá)角、垂直離開角、水平到達(dá)角和水平離開角。r^rx，n，m和r^tx，n，m分別是是收發(fā)端附近簇 n 的第 m條子 徑 在 球 坐 標(biāo) 上 的 單 位 向 量 ，drx，u和dtx，s分 別 是 接 收 陣 列天線單元u和發(fā)射陣列天線單元s的位置矢量。利用式（4）開展3D MIMO仿真，主要步驟如下所示。

步驟1 選擇場景和全局坐標(biāo)系，并定義垂直角θ、方位角 φ，給出基站和移動(dòng)臺(tái)（mobile station，MS）的位置、天線陣列參數(shù)；根據(jù)實(shí)際場景測試得到的信道參數(shù)，確定基站和移動(dòng)端的水平到達(dá)角和離開角、垂直到達(dá)角和離開角；最后給出移動(dòng)端相對于全局坐標(biāo)系的移動(dòng)速度和移動(dòng)方向以及系統(tǒng)的中心頻率。

步驟2 基于實(shí)測信道參數(shù)分布和路徑損耗模型，在視距（line of sight，LOS）和非視距（non line of sight，NLOS）傳播條件下，計(jì)算基站到移動(dòng)端鏈路的路徑損耗，隨機(jī)產(chǎn)生時(shí)延擴(kuò)展、角度擴(kuò)展、萊斯因子K和陰影衰落等大尺度參數(shù)。

步驟3 基于簇分布產(chǎn)生第n個(gè)簇功率Pn，并產(chǎn)生該簇中不同多徑分量的多徑功率、額外時(shí)延和相位；通過子徑的隨機(jī)配對生成交叉極化功率比 （cross polarization power ratio，XPR）。

步驟4 隨機(jī)初始化相位生成信道系數(shù)，為每個(gè)多徑以及不同極化組合生成隨機(jī)初始化相位，然后生成發(fā)射端到接收端所有簇的信道系數(shù)。

3 3D MIMO信道仿真模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 信道測量和環(huán)境

本文選取UMi場景，對3D MIMO信道模型進(jìn)行仿真驗(yàn)證。測試中心頻率為5.25 GHz，帶寬為100 MHz，信道測量參數(shù)設(shè)置見表 1［2］。

表1 系統(tǒng)測試參數(shù)

3.2 大尺度參數(shù)的驗(yàn)證

大尺度參數(shù)可以有效地描述無線信道的特征，本文對3D MIMO信道的仿真研究基于以下大尺度參數(shù)：均方根時(shí)延擴(kuò)展 （delay spread，DS）、水平離開角均方根角度擴(kuò)展（azimuth spread of departure，ASD）、水平到達(dá)角均方根角度擴(kuò)展（azimuth spread of arrival，ASA）、垂直離開角均方根角度擴(kuò)展（elevation spread of departure，ESD）、垂直到達(dá)角均方根角度擴(kuò)展（elevation spread of arrival，ESA）和萊斯因子K。選取LOS場景和NLOS場景下信道測量獲取的參數(shù)作為輸入?yún)?shù)進(jìn)行仿真，仿真參數(shù)設(shè)置見表 2［2，6］。

表2 系統(tǒng)仿真參數(shù)設(shè)置（LOS／NLOS）

將表2的參數(shù)輸入仿真平臺(tái)，并設(shè)置UMi環(huán)境和天線參數(shù)等，生成相關(guān)大尺度參數(shù)和信道系數(shù)，將仿真生成的參數(shù)值與WINNER 3D實(shí)驗(yàn)測量值進(jìn)行比較。圖2為LOS和NLOS場景下的均方根時(shí)延擴(kuò)展的累積概率分布函數(shù)（cumulative distribution function，CDF）的比較，可以看出，本文仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合較好。圖3（a）和圖3（b）分別是基站和移動(dòng)臺(tái)ASD和ASA仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。圖4（a）和圖 4（b）分別是基站和移動(dòng)臺(tái) ESD和 ESA仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較。結(jié)果表明，本文仿真值同測量值比較接近。在UMi場景下，移動(dòng)站的水平角和垂直角擴(kuò)展比基站的大，在NLOS情形下角度擴(kuò)展比LOS時(shí)大。

圖2 均方根時(shí)延擴(kuò)展比較

本文還仿真了陰影衰落（shadow fading，SF）和萊斯因子K，其結(jié)果也與實(shí)驗(yàn)一致。表3是大尺度ASD、ASA、ESD、ESA、SF、DS和萊斯因子K間相關(guān)性仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較?？梢钥闯霰疚姆抡媾c實(shí)驗(yàn)結(jié)果的一致性。

圖3 BS和MS水平面均方根角度擴(kuò)展比較

圖4 BS和MS垂直面均方根角度擴(kuò)展比較

3GPP和北京郵電大學(xué)等都在典型場景下進(jìn)行了三維信 道 測 量［4，5，7，9］，參 考 文 獻(xiàn) ［5］得 到 3D MIMO 的 一 些 仿 真 結(jié)果，參考文獻(xiàn)［7，9］主要研究了垂直維度的均方根角度擴(kuò)展等參數(shù)，但這些參考文獻(xiàn)中沒有給出3D MIMO信道仿真需要的天線增益、大尺度輸入?yún)?shù)及它們的相關(guān)性。因此本文主要基于參考文獻(xiàn)［5，9］中的UMi場景下 3D MIMO仿真輸入?yún)?shù)作為本文3D仿真平臺(tái)的輸入，生成信道沖激響應(yīng)矩陣，根據(jù)仿真信道矩陣提取信道大尺度參數(shù)，研究它們的統(tǒng)計(jì)特性和相關(guān)性，再與參考文獻(xiàn)［5，9］中的測量值進(jìn)行比較。表4給出本文仿真輸入的ESD與ESA與參考文獻(xiàn)［5，9］測試結(jié)果的比較，可以看出本文仿真輸入結(jié)果與參考文獻(xiàn)［5］的結(jié)果非常接近，但與參考文獻(xiàn)［9］有較大區(qū)別。主要原因是參考文獻(xiàn)［5］和本文所采用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都基于歐洲WINNER項(xiàng)目典型城市UMi場景，而參考文獻(xiàn)［9］基于國內(nèi)城市UMi場景，不同的UMi場景會(huì)導(dǎo)致大尺度參數(shù)統(tǒng)計(jì)規(guī)律的變化。

表3 參數(shù)間的相關(guān)性

4 3D MIMO與2D MIMO信道仿真比較

第3節(jié)中開展了大尺度信道參數(shù)3D MIMO仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較研究，那么3D MIMO和2D MIMO的信道參數(shù)和函數(shù)到底有多大區(qū)別，本節(jié)主要開展這方面的研究。仿真的環(huán)境仍然為UMi場景，載頻為5.25 GHz，帶寬為100 MHz，收發(fā)端天線類型和天線數(shù)目可自行配置。通過在該場景下對3D MIMO與2D MIMO的均方根時(shí)延等大尺度參數(shù)、MIMO空間相關(guān)性和信道容量進(jìn)行比較分析，仿真中2D MIMO與3D MIMO的仿真參數(shù)在水平方向上相同，3D MIMO在垂直維上需要輸入均方根角度擴(kuò)展等參數(shù)。

4.1 均方根時(shí)延擴(kuò)展

圖5給出了UMi場景下3D與2D的均方根時(shí)延擴(kuò)展仿真結(jié)果比較。可以看出，2D和3D均方根時(shí)延擴(kuò)展區(qū)別不大，3D比2D略大，視距場景下結(jié)果幾乎重合，非視距場景下兩者差別最大有5 ns。進(jìn)一步研究表明，3D MIMO和2D MIMO仿真結(jié)果對陰影衰落和萊斯因子影響也不大。

圖5 2D MIMO與3D MIMO均方根時(shí)延擴(kuò)展比較

4.2 信道空間相關(guān)性

對于三維均勻線性陣列和均勻圓形陣列天線，陣元m和n之間的空間衰落相關(guān)函數(shù)可表示為［10］：

表4 UMi場景下的垂直面均方根角度擴(kuò)展比較

其中，E［·］表示期望，（·）*表示共軛復(fù)數(shù)，hm和 hn分別表示m和n個(gè)天線的信道脈沖響應(yīng)的平均值。p（θ，φ）是多徑分量到達(dá)角的概率密度函數(shù)，假設(shè)水平到達(dá)角和垂直到達(dá)角相互獨(dú)立且服從均勻分布，則 p（θ，φ）可分解為 p（θ）p（φ）。水平到達(dá)角 φ 在［φ0-Δφ，φ0+Δφ］間均勻分布，其中，φ0、Δφ分別是水平到達(dá)角的平均值和角度擴(kuò)展；垂直到達(dá)角θ在［θ0-Δθ，θ0+Δθ］間均勻分布，其中，θ0、Δθ分別是垂直到達(dá)角的平均值和角度擴(kuò)展，am（θ，φ）為第m個(gè)到達(dá)天線陣列的空間導(dǎo)向矢量，ULA的空間導(dǎo)向矢量為：

其中，φ是入射信號與水平面的夾角；θ是入射信號與垂直面的夾角；kw=2π／λ，d 為天線陣元間距；λ 為波長；L為接收端天線數(shù)目；［·］T表示矩陣轉(zhuǎn)置。對于半徑為r的UCA，其空間導(dǎo)向矢量為：

其中，ζ=kwrsinθ，φl=2πl(wèi)／L，l=0，1，…，L-1。

本文選取表2中的非視距場景對均勻線性陣列和均勻圓形陣列的相關(guān)性進(jìn)行仿真比較。對于二維陣列，取水平到達(dá)角平均均方根角度擴(kuò)展為35.5°，水平到達(dá)角的均值為0°，對于三維陣列，增加了垂直面到達(dá)角影響，仿真中選取均方根角度擴(kuò)展為7.6°，垂直到達(dá)角均值為0°。陣元和間的距離從0變化到波長的4倍，圖6是2D和3D的ULA和UCA的m和n間信道相關(guān)性的比較。從圖6可看出，3D天線陣列的信道相關(guān)系數(shù)比2D大，考慮垂直面內(nèi)的電波貢獻(xiàn)時(shí)，其信道的空間相關(guān)性增大。當(dāng)天線單元間隔半個(gè)波長時(shí)，2D和3D ULA信道相關(guān)系數(shù)分別約為0.2和0.5，2D和3D UCA信道相關(guān)系數(shù)分別約為0.1和 0.9。

下面對仿真平臺(tái)生成的3D MIMO和2D MIMO信道矩陣進(jìn)行信道相關(guān)性的仿真對比。本文計(jì)算了UMi NLOS場景下8×8的MIMO信道相關(guān)性，其中，ULA和UCA天線單元之間的間隔為半個(gè)波長。從圖7可以看出，當(dāng)兩個(gè)天線單元間隔增大時(shí)，其信道相關(guān)性變小。3D MIMO天線的互信道相關(guān)系數(shù)比2D MIMO大。兩個(gè)天線單元信道互相關(guān)系數(shù)在3D時(shí)最大值大于0.9，而在2D ULA時(shí)其最大值小于0.7，在2D UCA時(shí)其最大值約為0.8。對MIMO信道相關(guān)性的仿真結(jié)果與理論計(jì)算較為吻合。

4.3 信道容量

3D MIMO信道容量不僅受收發(fā)端天線數(shù)目的影響，還會(huì)受到其傳播信道的的影響。N個(gè)發(fā)射天線和M個(gè)接收天線的MIMO信道容量計(jì)算式為［11］：

其中，ρ為信噪比，n為M和N的最小值，當(dāng)N≥M時(shí)，Q=X·XH，當(dāng) N＜M 時(shí)，Q=XH·X，X 為歸一化信道。

依據(jù)2D MIMO和3D MIMO的仿真矩陣，本文對ULA 2×2、4×4和 8×8陣列的 2D MIMO 和 3D MIMO 信道容量進(jìn)行了仿真比較，仿真結(jié)果如圖8所示。從圖8可看出，2D MIMO和3D MIMO的信道容量均隨著天線數(shù)目的增加而增加。當(dāng)信噪比為30 dB時(shí)，對于8×8的MIMO系統(tǒng)，3D MIMO 的信道容量比 2D MIMO 提高了 9～10 bit／（s·Hz）；對于4×4的MIMO系統(tǒng)，3D MIMO的信道容量比2D MIMO提高了 5～6 bit／（s·Hz）；對于 2×2 的 MIMO 系統(tǒng)，3D MIMO比 2D MIMO 提高了 3～4 bit／（s·Hz）的信道容量。因此垂直面內(nèi)電波的貢獻(xiàn)對信道容量有較大影響。對于UCA陣列，3D MIMO對信道容量和ULA有類似的改善。

5 結(jié)束語

圖6 2D MIMO與3D MIMO信道相關(guān)性理論分析比較

本文在WINNER信道模型的基礎(chǔ)上開展了對3D MIMO信道建模和仿真研究，針對城市微小區(qū)場景進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，并對3D MIMO和2D MIMO信道模型進(jìn)行了仿真分析，比較了該場景下它們的均方根時(shí)延擴(kuò)展、空間相關(guān)性和信道容量。仿真結(jié)果表明：考慮電波空間垂直維度，其均方根時(shí)延擴(kuò)展、陰影衰落和萊斯因子變化較小，信道的相關(guān)性將變大，但總的信道容量會(huì)有較大幅度的提升，主要原因是3D環(huán)境存在更多的散射體，子信道的總數(shù)會(huì)增加。由于缺乏3D MIMO實(shí)測數(shù)據(jù)，本文關(guān)于信道的相關(guān)性和容量只開展了理論和仿真比較研究，其結(jié)論還有待于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的進(jìn)一步驗(yàn)證。

圖7 2D MIMO與3D MIMO信道相關(guān)性仿真比較

圖8 2D MIMO與3D MIMO信道容量比較

［1］3GPP.Spatial channel model for multiple input multiple output simulations：TR 25.996 V6.1.0［S］.2003.

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3D MIMO channel modeling and simulations

ZHAO Xiongwen1，2，3，ZHANG Mengyuan1，ZHANG Rui2，LI Shu1，LIN Leke2
1.North China Electric Power University，Beijing 102206，China 2.National Key Laboratory of Electromagnetic Environment，China Research Institute of Radiowave Propagation，Qingdao 266107，China 3.National Key Laboratory of Mobile Communications，Southeast University，Nanjing 210096，China

The existing MIMO channel simulation models are based on two-dimensional （2D）plane and can’t match with a three-dimensional （3D）radio propagation environment.A 3D MIMO channel simulation platform based on WINNER channel model was set up.After adding the vertical dimension in the model，the array patterns should be extended from 2D to 3D and 3D MIMO channel simulations were implemented.The simulation results of 3D MIMO channel parameters were validated by comparisons with the 3D measurements for an urban micro cell，good agreements could be observed.Simulation results show that the 3D channel correlation is bigger than 2D，however，its capacity has bigger improvement compared with 2D.

3D MIMO，channel simulation，channel parameter，spatial correlation，channel capacity

s：Open Research Fund of National Key Laboratory of Electromagnetic Environment （No.201400009），Open Research Fund of National Mobile Communications Research Laboratory，Southeast University （No.2016D09）

TN011

A

10.11959／j.issn.1000-0801.2016210

2016-06-02；

2016-08-01

電波環(huán)境特性及?；夹g(shù)國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究基金資助項(xiàng)目（No.201400009）；東南大學(xué)移動(dòng)通信國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放研究基金資助項(xiàng)目（No.2016D09）

趙雄文（1964-），男，華北電力大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師，主要從事MIMO無線信道建模和實(shí)驗(yàn)、無線通信系統(tǒng)、電力線通信、電磁場理論及其應(yīng)用、頻譜管理和干擾協(xié)調(diào)技術(shù)等研究工作。

張夢媛（1991-），女，華北電力大學(xué)碩士生，主要研究方向?yàn)?D MIMO信道建模與仿真。

張蕊（1979-），女，博士，中國電波傳播研究所高級工程師，主要研究方向?yàn)閷α鲗与姴▊鞑?、無線信道測量與建模等。

李樹（1991-），男，華北電力大學(xué)博士生，主要研究方向?yàn)?D MIMO信道建模與仿真、高分辨率算法。

林樂科（1972-），男，博士，中國電波傳播研究所研究員，主要研究方向?yàn)殡姴ōh(huán)境與傳播特性。