移动端到移动端(Mobile-to-Mobile,M2M)通信近年来由于其在移动自组织网络和智能交通系统中发挥着重要作用而受到广泛关注。多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术可以提升数据速率或提升链路质量。物理层位于长期演进(Long Term Evolution,LTE)空间接口分层协议的最下层,是无线通信系统的基础。因此,研究M2M MIMO信道对LTE物理层链路性能的影响是非常有必要的。本文研究了视距(Line-of-Sight,LOS)和非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)场景下基于二维(Two-Dimensional,2D)双环模型和三维(Three-Dimensional,3D)双圆柱体信道模型的LTE物理层链路的性能以及固定端到移动端(Fixed-to-Mobile,F2M)MIMO宽带通信系统的性能。相关研究内容和创新成果如下:、1、分析了适用于宽带M2M MIMO衰落信道的基于几何的2D双环和3D双圆柱体随机散射信道模型,实现了 LTE物理层误码率的仿真。2、基于宽带2D双环和3D双圆柱体散射模型开展信道仿真。研究了收发终端的移动速度、收发端天线阵元间隔、编码方式对采用2D和3D几何信道模型的宽带M2M MIMO通信系统BER和信道容量的影响。3、通过对M2M和F2M信道模型的介绍,研究当收发终端之间的距离不同、调制制度不同时采用M2M和F2M信道模型的LTE物理层链路的性能,并计算了收发机间距离不同时采用M2M和F2M信道模型的MIMO信道的信道容量。4、比较研究采用M2M信道模型、F2M信道模型、瑞利衰落信道模型和莱斯衰落信道模型的宽带MIMO M2M通信系统的性能和信道容量。仿真结果验证了基于几何的随机散射信道模型的合理性。