信道模型

1  移动无线信道的定义及分类  
　　各类信号从发射端发送出去以后,在到达接收端之前经历的所有路径统称为信道。如果其中传输的是无线电信号,电磁波所经历的路径称之为无线信道。与其他通信信道相比,无线信道是最为复杂的一种。无线传播环境是影响无线通信系统的基本因素。发射机与接受机之间的无线传播路径,因从经历简单的视距传播,到遭遇各种复杂的地物(如建筑物、山脉和树林等)所引起的反射、绕射和散射传播等而显得非常复杂。另外,移动台相对于发射台移动的方向和速度,甚至收发双方附近的移动物体也对接受信号有很大的影响。因此,这使得无线信道具有极度的随机性。  
　　移动通信信号在空间传播中所经历的衰落大体可以分为2类, 即大尺度衰落和小尺度衰落,如图1所示。大尺度衰落是因为发射机与接收机之间的距离和两者之间障碍物(如山丘、森林、建筑物等)的遮蔽影响而造成的信号强度的衰减,它反映了移动信号在较大区域中的平均能量的减少或称为路径损失。而小尺度衰落是指当移动台在一个较小的范围运动时,引起接收信号的幅度、相位和到达角等的快速变化。  
  
图1 移动无线信道的分类    
　　信号在传播的过程中,受各种环境的影响会产生反射、衍射和散射,这样就使得到达接收机的信号是许多路径信号的叠加,因而这些多径信号的叠加在没有视距传播情况下的包络服从瑞利分布。当多径信号中包含一条视距传播路径时,多径信号就服从莱斯分布。

 

 

简单来说：

1. 没有直射路径信号到达接收端的，就是瑞利信道；主要用于描述多径信道和多普勒频移现象。

2. 莱斯信道是当移动台与基站间存在直射波信号时，即有一条主路径，通过主路径传输过来被接收的信号为一个稳定幅度Ak和相 位φk，其余多径传输过来的信号仍如“瑞利衰落概率模型”所述。

3. 高斯信道主要是加性高斯白噪声(AWGN，Additive White Gaussian Noise)，用于描述恒参信道，例如卫星通信，光纤信道，同轴电缆等等。AWGN是最基本的噪声与干扰模型。加性噪声：叠加在信号上的一种噪声，通常记为n(t)，而且无论有无信号，噪声n(t)都是始终存在的。因此通常称它为加性噪声或者加性干扰。白噪声：噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数，即在整个频域内均匀分布的噪声，则称这样的噪声为白噪声。如果白噪声取值的概率分布服从高斯分布，则称这样的噪声为高斯白噪声。

 

百度百科资料:

在无线通信信道环境中，电磁波经过反射折射散射等多条路径传播到达接收机后， 总信号的强度服从瑞利分布。 同时由于接收机的移动及其他原因， 信号强度和相位等特性又在起伏变化， 故称为瑞利衰落。

 

　　如果收到的信号中除了经反射折射散射等来的信号外， 还有从发射机直接到达接收机 （如从卫星直接到达地面接收机）的信号，那么总信号的强度服从分布莱斯， 故称为莱斯衰落。

 

　　一般来说， 多路信号到达接收机的时间有先有后，即有相对时（间）延（迟）。 如果这些相对时延远小于一个符号的时间， 则可以认为多路信号几乎是同时到达接收机的。 这种情况下多径不会造成符号间的干扰。 这种衰落称为平坦衰落， 因为这种信道的频率响应在所用的频段内是平坦的。

 

　　相反地， 如果多路信号的相对时延与一个符号的时间相比不可忽略，那么当多路信号迭加时， 不同时间的符号就会重叠在一起，造成符号间的干扰。 这种衰落称为频率选择性衰落， 因为这种信道的频率响应在所用的频段内是不平坦的。

 

　　至于快衰落和慢衰落， 通常指的是信号相对于一个符号时间而言的变化的快慢。 粗略地说，如果在一个符号的时间里，变化不大，则认为是慢衰落。 反之， 如果在一个符号的时间里，有明显变化，则认为是快衰落。 理论上对何为快何为慢有严格的数学定义。