信道特性分析
射线追踪法应用于移动通信信道的特性分析研究
情况 ， 结果结合 式 （）可 以计算 出 … ’ 的时延 扩展 为 由此 ４， Ｆ点
４ ．１ ｎ 。 １８ ４ ｓ
图 ３和图 ４是分别就沿接收路径 的时延 扩展 和相 关带宽 情况进行 的仿 真结果 。 另外 ， Ｆ点 处测 得的平均到达时间 为 ０５ ７ ９一 ６，其各 ．１ １ｅ ０ ｓ 接收路径到达角如图 ５ 所示 。
和 （ 计算 出的相关 带宽是 很不精确 的 ， ７ ） 但综合考 虑分析结果 的实效性和准确性 ， 该结果还是能满足工程需求的 。
达接收点多径信号 的时 间分 布 、幅度 分布和角度分布进行估 计， 而是根据信道 特征 参数的定义 ， 用射线追踪法得 出的多 利 径结果对 信道参数进行直接 的、 确切的计 算。 面就详细推导 下 了这些参数 的计算方法 。
Ｂ＝
Ｊ Ｕ ｔ
两个参数 ，多普勒扩展 和相干时间是描述小尺度 内信道 时变
特性 的两个参数 。 基于射线追踪法 的信道分析方法 与传统方法不 同［１ ４ 。射 １ ５
线追踪法 的分析结果能 给出实际多径情况 ，并且不需要对 到
（） ７
相关带宽与 Ｒ Ｓ时延扩展并没 有确定性 的关 系 ， Ｍ 由式（） ６
率 为 ０２／ 介 电常数为 ５ 地面 电导率为 ＯＯ Ｓｍ， 电常 数 ． ｍ， Ｓ ； ．１／ 介 为 ４ 载波频率设置为 １ Ｇ 。图 １ ； ． Ｈｚ ９ 是利用点对点射线追踪法
这是基于连续分布 的定义式 ，由于射线追踪的实际跟踪 数 目是有 限的 ， 这样 就需要利 用平均 附加 时延（ 和 Ｒ Ｓ时 ） Ｍ 延扩展（ 的关于离散分布 的定义进 行计算。他们的计算公 盯）
通信中的信道特性分析技术
通信中的信道特性分析技术通信技术的发展带来了信息传播的革命，让人们能够更方便地获取和分享信息。
在现代通信中，信道扮演着至关重要的角色。
信道特性分析技术是一种非常重要的工具，它可以帮助人们深入了解信道的特点，从而优化通信系统，提高通信质量。
本文将从信道特性的定义、分析技术及其应用等方面来探讨通信中的信道特性分析技术。
一、信道特性的定义通信系统中的信道是指信号传递的媒介。
信道特性是指信道对信号的传输产生的影响以及信号形态的变化规律。
信道的传输特性主要包括传输延时、传播损耗、相位扭曲和信噪比等。
这些特性对信号的品质有着重要的影响。
信道特性的了解是进行通信系统设计，优化和故障排除的前提。
二、信道特性分析技术原始信号通过信道时，会被信道传递延时、失真、衰减、干扰等影响，从而影响到信号的质量。
因此，在进行通信系统设计和优化之前，需要对信道特性进行分析。
常用的信道特性分析技术主要包括以下几种：1. 信号分析技术通过对信号波形进行测量和分析，得出信号的频谱、功率谱密度、带宽等参数。
通过分析这些参数，可以深入了解信号的构成，从而更好地理解信道对信号的影响。
2. 时域分析技术通过观察信号的波形，在时间维度上对信号进行分析，如分析信号的延时、抖动等。
这种方法在分析长距离传输的信号时尤为有效。
3. 频域分析技术通过观察信号的频谱，在频率维度上对信号进行分析，如分析信号的频率响应、带宽等。
这种方法在分析高速数据传输的信号时尤为有效。
4. 极化分析技术通过对信号的极化状态进行测量和分析，可以对信道的传输特性进行描述。
这种方法在分析水声通信、卫星通信等场景时尤为有效。
三、信道特性分析技术的应用1. 通信系统设计在进行通信系统的设计时，需要深入了解信道的特性，并根据信道特性选择合适的通信技术、调制方式等。
例如，在分布式传感网络系统设计中，需要根据信道的多径特性选择合适的调制方式，以实现更高效的信号传输。
2. 通信系统优化在通信系统的运行过程中，由于信道的特性可能发生变化，可能会导致通信质量的下降。
无线通信中的信道特性分析方法
无线通信中的信道特性分析方法在无线通信系统中，信道特性是评估系统性能和设计通信方案的关键因素。
无线信道中存在多种传播特性，如多径传播、噪声干扰、多普勒效应等，这些因素都会对信号的传输质量和可靠性产生影响。
因此，对无线信道的特性进行准确分析和建模，能够为无线通信系统的优化和设计提供重要的参考依据。
本文将介绍几种常用的无线通信中的信道特性分析方法。
首先，最常见的信道特性分析方法是通过实验进行测量。
这种方法通过在特定环境中搭建无线通信系统并进行实际的信号传输，收集并分析接收信号的参数。
例如，可以利用专业的测量设备对电磁波强度、信号延迟、频率选择性衰落等参数进行测量。
这种实验测量方法能够直接获取实际的信道特性，具有较高的准确性和可靠性。
其次，还可以利用无线信道建模进行特性分析。
无线信道建模是基于实际测量数据或理论模型进行信道特性分析的一种方法。
通过收集大量的实测数据并进行统计分析，可以得到信道模型的参数，例如衰落幅度、衰落时延、功率谱密度等。
同时，也可以利用理论模型，如瑞利衰落模型、莱斯衰落模型等来描述信道特性，通过对模型参数的估计，来分析信道的性能。
这种建模方法具有一定的简化性，能够在缺乏大量实测数据的情况下进行信道分析，但准确性可能会有所降低。
另外，网络仿真技术也是一种常用的信道特性分析方法。
通过建立网络仿真模型，模拟无线通信系统中的各个组成部分，并对信道进行仿真分析，可以评估系统性能和优化通信方案。
网络仿真可以考虑到多种影响因素，如多径传播、噪声干扰、多普勒效应等，并能够模拟不同的环境条件，如城市、农村等，对信道进行全面的分析。
仿真方法具有灵活性和可控性，能够方便地进行不同参数的调整和对比分析，为无线通信系统的设计和优化提供有效的工具。
此外，还可以利用数据挖掘和机器学习算法进行信道特性分析。
通过对大量的信道数据进行处理和分析，挖掘其中的模式和规律，从而得到信道特性的潜在模型。
数据挖掘和机器学习方法能够自动从数据中提取信息，并能够从复杂的信道数据中发现隐藏的关系和规律。
PLC信道特性分析及建模仿真
３） 冲 噪声 ： 式 为衰 减 的正 弦 波 或衰 减正 脉 形 弦波 的叠 加 ， 但波 形 的形式 没有 严格 的限制 ， 它对 数 据 传 输 的影 响程 度 主 要 由脉 冲 的幅 值 、 宽度 和
间 隔时 间 决 定 。据 观察 ， 数 脉 冲 的包 络 呈 三角 多 形 且 脉 冲的 下 降较 上 升 沿 长 ， 因此 仿 真 中利用 三
１２ 信 道 多 径 效 应 ．
由 于低 压 电力 线 连 接 的负 载 阻 抗 不 断 变 化 ，
是 非 均 匀 不 平 衡 的传 输 线 。因此 ， 号在 传 输 过 信
程 中遇 到反射 、 波等 复杂 情 况 时 ， 能会 由不 同 驻 可
２ 低 压 电力 线 载 波 通 信 信 道 模 型 的
一 Ｚ 是 ＿ Ｎ 式 中： （ ） 一 个 可 变 的平 均值 ， （ ） 自回归 Ｚ是
ｈ）ｅ取 （＝－ ｔ
线 路 长度 。
［Ｓ一 ）ｃ ） ４ ｃ（ ＋ 一 ］（） ｌｔ ６
（ Ｒ 部 分 。使用 均 值为 ０ 方 差 为 １的 白噪声 ， Ａ ） 、 利
与 工频 同步 的周期 性脉 冲 噪声 和不 同步 的冲激 噪 声。一般来 说 ， ３种噪声 的 幅度均 方根值 随 时问 前 变化 很 慢 ， 因此 把 它们 归 为背景 噪 声 ， 而后 ２种 由 于 幅 度变 化 很快 ， 以认 为是 冲 激 噪声 。 冲激 噪 可
式 中： ） 、 分 别 为第 ｉ 子 载 波 的 幅度 、 Ａ（ 、 ｆ 个 频 率 和相 角 。其 中幅度 （ 可 以用 常数或者 调 幅广 ） 播 信 号来 近 似 ， 角 在 ［，７］ 间 随机 产 生 ， 相 ０２【 之
移动无线信道中多径衰落的特性分析
收稿日期225移动无线信道中多径衰落的特性分析张玺君,王继曾(兰州理工大学计算机与通信工程学院,甘肃兰州 730050)摘 要: 针对移动无线信道中信号传输环境的复杂性和随机性,结合MA TL AB软件运用数字信号处理方法仿真分析了无线信道中信号受多径干扰的情况,并与理想信道下信号的传输情况进行对比,结果证明:无线信道中多径衰落会对信号造成很大的影响,从而为建立基站以及如何提高信号的传输效率提供参考.关键词: 移动通信;多径效应;仿真中图分类号: TN929.5 文献标识码: A 文章编号:100420366(2008)0420147204Study on the Char acter istics of Multi2pa th Fa ding inMobile Commun ica tionsZHAN G Xi2j un,WAN GJi2zeng(College of Compute r a nd Communication Engineering,L a nz hou U nive rsit y ofScience and Technolog y,L a nz hou730050,Chi na)Abstract: Accordi ng to t he complexit y and ra ndomness of t ransmi ssion environment,t he di git al si gnal process is used to analysi s t he mul ti2pat h fadi ng in wi rele ss cha nnel by MA TL AB soft ware sim ulation.The si mula tion re sult s are compared wit h t hose of t he ideal channel.They prove t he mult i2pat h f ading has an i mpact on t he signal.The concl usion can be used to set up t he ba se station i n mobile servi ce area s a nd t o raise t he si gnal t ransmission rat e.K ey w or ds: mobi le comm unication;m ulti2pat h fading;sim ulation 移动通信是在无线通信基础上发展起来的,即在无线通信的一重动态信道的基础上又加入了第2重用户的移动性.它的特点是传播的开放性、接收环境的复杂性和通信用户的随机移动性[1].在无线通信信道中,发送和接收天线之间通常存在多于一条的信号传播路径.多径的出现主要因为大气的反射或折射,或建筑物和其他物体的反射.根据研究由多径引起的信号衰落是影响通信性能最严重的一种现象[2].针对这种现象,以实际传输环境为仿真模型,用MA TALB软件仿真分析了信号受多径衰落后的恶化情况,从而为服务区建立基站以及提高信号的传输效率提供参考1 多径传输模型的建立1.1 信号多径传输模型根据信号在无线信道中传播的特性,图1给出了通信系统中电磁波发射和接收模型,图中H T是图 电磁波发射和接收模型第20卷 第4期2008年12月 甘肃科学学报Jo urnal of G ans u Sci ences Vol.20 No.4Dec.2008:2008042.1发射天线的高度、H 2是建筑物的高度、H 1是接收机的高度、D T 是发射天线距建筑物的距离、d 是接收机和发射机之间的距离.如图所示,从固定基站到移动台之间常见的有3条不同的路径,其中pat h1是信号直接到达的路径,而另外2条pat h2和pat h3是信号经过多次折射之后到达移动台的,我们可以把3条路径的情况推广到N 条路径的情况进行分析可以得出多径信道的数学模型并且便于直观分析.1.2 多径信道的数学模型由图1可以确定多径信道的数学模型,假设信道中发送信号是一个经过调制的信号,其形式可用复包络表示[4]x (t )=Re {s (t )exp (j 2πf c t )},(1)假设第i 条路径的长度为x i ,衰落系数为a i ,则信道的输出(移动接收机的输入信号)是y (t )=∑ia i x t -x i c=∑ia i Re s t -x ic exp j 2πf c -x i c =Re ∑ia i s t -x i cexp j 2πf c t -xiλ,(2)式(2)中c 为光速,λ为波长.从式(2)中可以分析得到:移动台在移动时,衰减、延迟以及多径分量的个数通常都是时间的函数.因此,接收机输入的复包络为y ～(t )=∑i ais ～t -x i c ,(3)信道的冲激响应为h ～(t ,τ)=∑ia i δt -x i c,(4)在式(4)中,h ～(t ,τ)是假设在时间t -τ时刻加上脉冲后时刻t 测得的信道冲激响应.因此,ττ=t -x ic表征了传播延迟.如果传播媒介中不存在运动或其他变化,即使出现了多径,输入-输出关系依旧还是非时变的[5,6].在这种情况下,第i 条传播路径的传播延迟和路径衰减都是常数.在频域中对应的表示为H (f )=∑ia i exp (-j 2πf τ). (5)我们可以看出,对时不变的情况,信道简单地扮演了一个作用于发送信号的滤波器的角色[7]. 仿真流程基于以上分析,采用M TL B 软件产生的随机信号选用Q PS K 调制技术仿真信号受多径干扰后的各种情况进行对比说明.仿真流程如图2所示:图2 信号仿真流程图2中参数T 0、T 1、T 2都有各自的意义:T 0表示没有衰落的LOS (视距传播)路径的接收功率级;T 1和T 2分别表示2条具有瑞利分量的路径的接收功率级,仿真的采样频率是每个符号16样点.3 结果分析Q PS K 调制信号在无线信道传输过程中受多径干扰的仿真结果见图3～图8所示.比较图3与图4中可得,信号受多径干扰后的星座图与理想传输情况星座图差别很大,可见由于多径造成的信号扩展严重影响了信号的传输效率,这种情况可以采用分集接收技术抗除;在同样的信噪比的情况下,由于莱斯衰落中存在LOS 信号,如841 甘肃科学学报 2008年 第4期2A A果LOS信号与多径信号的比值越大,其传输性能越好,图5给出了莱斯平坦衰落情况下系统的误码率曲线,它基本反映了信号的实际传输情况,图6给出了信号受频率选择性衰落后的情况,由于多径造成信号的时间域扩展,从而造成信号频谱的“拖尾巴”现象,引起信号传输质量的恶化,由图6的误码率曲线与图5比较系统明显恶化;图和图给出了系统存在不同延迟现象时的误码率图,在仿真过程中,延迟是采用码元周期来表示的,仿真的采样频率是每个符号16个样点,所以在delay=4的时候,延迟时间是1/4周期,而在del ay=8的时候,延迟时间是周期,通过对比可以看出时延越大,系统性能恶化明显增大而当y=6的时候,延迟时间是一个周期,在y=3的时候,延迟时间是个周941第20卷 张玺君等:移动无线信道中多径衰落的特性分析 781/2.del a1dela22期,此时的系统性能就很差了.4 结论上述方法是根据数学模型仿真了信号在无线信道中传输的特点,针对无线信道的随机性和复杂性选用MA TLAB软件对无线信道中造成信号衰减的各种情况进行了分析.通过仿真结果得到,LOS(视距)信号的功率与多径信号的功率比越大,系统的传输可靠性就越好;信号的多径延迟时间越短,产生的干扰就越小[8].影响信号传输性能的最主要因素就是存在多径干扰,因此在实际通信系统中要尽量避免频率选择性衰落和瑞利衰落,他们会严重影响通信系统的整体性能.这就要求在基站敷设的时候尽可能的建立在空旷并且较高的位置,因为LO S信号对提高系统性能有很大的帮助.另外通过选择调制效率较高的调制技术以及接收端采用均衡和分集技术进一步保证信号的有效传输.参考文献:[1] 罗涛,乐光新.多天线无线通信原理与应用[M].北京:北京邮电大学出版社,2005,8216.[2] 何继爱,达正花.宽带无线通信中OFDM技术的分析[J].甘肃科学学报,2005,17(4):67269.[3] 沈振元,聂志泉,赵雪符.通信系统原理[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004,882168.[4] 唐贤远,李兴.数字微波通信系统[M].北京:电子工业出版社,2004,202269.[5] 章坚武.移动通信[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004,67289.[6]张贤达,保铮.通信信号处理[M].北京:国防工业出版社,2004,1542211.[7]William H Trant er,K Sam Shanmu gan,Theo do re S,et al.Pri n2cipl es of C o mmunicat ion Syst ems S i mulat ion Wit h Wireless Appl icatio ns[M].U SA:Pearson,2005.[8] Muriel Medard,Robert G Gal lager.The Issue of Sp readi ng inMult i2pat h Ti m e2varyi ng Channel s[J].IEE E Trans Inform Theo ry,1995,22(2):85290.作者简介:张玺君(19802)男,甘肃省临洮人,2003年毕业于兰州理工大学电信学院,现为兰州理工大学计算机与通信学院讲师,主要从事无线通信技术和数字信号处理方面的教学和科研工作.简讯国际太阳能应用技术培训班结业Inter national Sol ar Ener gy Application Technology Traini ng Class is Completed由国家科技部主办、甘肃省科学院自然能源研究所/联合国工业发展组织国际太阳能中心承办的“2008年第二期国际太阳能应用技术培训班”于9月8日在太阳能采暖与降温技术试验示范基地举行结业典礼。
深空信道模型特性分析及其仿真
从 表 １ 以 看 出 ， 球 和 火 星 的 相 对 速 度 可 可 地
在 Ｋ 波 段进 行 通 信 时 ， 行 频 率 － ３ ．Ｇ ｚ ａ 下 厂为 ３ Ｈ ， ４
ｃ ３０ １。 ／ ＝ ．× ０ ｍ ｓ时 ， 多 普 勒 频 移 高 达 ６ ８ Ｈ ． 其 ６ ｚ ｋ １ 行星聚合 ． ２
第２ 卷 第３ ６ 期
２１年 ０ ０２ ６月
文 章编 号 ：６ ３８９ （０ ２ Ｏ —１１０ １７ ．６ １２ １ ）３０ ８ －４
空 军 雷 达 学 院 学 报
Ｊ ｕ ｎａ ｆＡｉ ｒ ｅ Ｒａ ｒＡｃ ｄ ｍ ｏ ｒ ｌｏ ｒＦｏ ｃ ｄａ ａ ｅ
、０ ． ６ Ｎ Ｏ． ，１ ２ ３
５ ６ ７ ８ 表 １ 出 了 太 阳 和 八 大 行 星 在 一 条 、、 、， 给 直 线 上 时 不 同 的 排 序 下 各 星 体 的 运 动 速 度 ．
信 在 宇 宙 空 间 中传 输 存 在着 时变 衰 落 ， 多普 勒 频 移 和 时延 ， 立 了可 变 参 数 Ａ Ｎ信 道模 型 ， 建 ＷＧ 是 当前 研 究 深 空 信 道 较 为普 遍 的模 型 ．但 该 模 型 没 能对 这些 衰 落 与 星 体公 转 建 立 具体 联 系 ， 未 也 对 深 空 通 信 受 太 阳 闪烁 的 影 响 这 一 具 体 事 实 进
深 空信 道 模 型 特 性 分 析及 其 仿 真
刘 强 梅 进 杰 ， 姚 云龙 阮 ， ， 菲１
（． １空军预警学院 研 究生管理大 队， 武汉 ４ ０ １ ； ． ３ ０ ９ ２空军预警 学院 四系， 武汉 ４ ０ １） ３ ０ ９
摘
要： 为建 立 较 为精 准的 深 空信 道 模 型 ， 分 析 深 空通 信 信 道特 性 的 基础 上 ， 点考 虑 星体 公 转 对 通信 信 在 重
无线信道特性及其分析方法
无线信道特性及其分析方法一、实验目的通过实验，加深对无线信道各种衰落特性以及电磁干扰的理解，掌握各种描述无线信道特性参数的物理意义。
二、实验原理运用Matlab仿真工具软件，以深刻理解描述无线移动信道模型各种衰落及干扰的意义为前提，对不同参数下的信道模型输出进行观测，进而分析各衰落及干扰对无线信道及其传输的影响。
无线移动信道是弥散信道。
电波通过无线移动信道后，信号在时域和频域上可能产生弥散，导致数据传输符号在时间域和频域产生交叠，使信号产生衰落失真。
由电波信号反射、绕射等带来的多径效应，在时域上会引起信号的时延扩展，使得接收信号的信号分量展宽，相应地在频域上规定了相关带宽。
由于电波传播路径长短的变化（通常由于终端接收台的移动带来），导致多普勒效应在频域上引起信号频谱的扩展，相应地在时域上规定了相关时间。
FDMA系统中，为了提高频谱利用率，采用同频复用技术带来的同频干扰，使得接受信号的质量下降。
FDMA系统中，由于滤波器水平的限制导致邻频干扰，使得接受信号的质量下降。
三、实验系统组成及工作原理A.无线信道的小尺度衰落特性1. 启动计算机，激活Matlab仿真软件。
2. 激活simulink菜单，打开文件rayleighfading.mdl。
如下图所示:3. 选中Multipath Fading模块，修改最大多普勒频移为0.1Hz，激活open channelvisualization at start of simulation，确认后开始执行程序。
4. 观测星座图特征。
如图所示：5. 通过visualization窗口的不同选择，观测信道冲击响应特征，多普勒功率谱，频率响应特征，相移轨迹特征，冲击响应瀑布图特征。
如图所示：6. 终止程序运行，将信道模块最大多普勒频移改为100Hz，确认后开始执行程序并重复步骤4）和5）。
7. 终止程序运行，将信道模块最大多普勒频移改为1000Hz，确认后开始执行程序。
隧道环境下无线信道特性分析
第39卷第2期铁道学报Vol. 39 No. 2 2 0 1 7 年2 月JOURNAL OF TH E CHINA RAILWAY SOCIETY February 2017文章编号：1001-8360(2017)02-0058-09隧道环境下无线信道特性分析孙溶辰，宋坤，陶成，刘留，谈振辉，汤斌(北京交通大学宽带无线移动通信研究所，北京100044)摘要：对隧道中电磁波传播特性进行研究是发展隧道环境下无线通信系统的基础。
近年来，研究人员多关注于隧道环境下的电波传播特性，而较少考虑到车体对通信系统性能的影响。
在车体的影响下，信号在穿越车体时会发生功率损耗，同时反射物的增加会使反射线增多，其对信号功率在车体内的分布、天线相关性、角度特征以及M IM O性能的影响还需要进一步研究。
使用射线跟踪法，在隧道环境下引入车体模型，分析对比了有车和无车时的车体内功率分布与路径损耗，并从角度特征、天线相关性、特征值、容量等方面分析各类因素对MIMO性能的影响，为隧道环境下应用多天线技术提供参考依据。
关键词：隧道；射线跟踪；路径损耗；车体；信道容量中图分类号：U285.2 文献标志码：A doi：10. 3969/j. issn. 1001-8360. 2017. 02. 009Research of Radio Channel Characteristics under Tunnel ScenarioS U N Rongchen,S O N G K u n,T A O C h e n g,L I U Liu,T A N Zhenhui,T A N G Bin(Institute of Broadband Wireless Mobile Communications»Beijing Jiaotong University, Beijing 100044» China) Abstract：The investigation of electromagnetic wave propagation characteristics in tunnels i s the foundation of developing wireless communication system under the tunnel environment.In recent years,m a n y researchers have mainly studied the propagation characteristics of wireless electromagnetic wave in tunnels,but few literatures focused on the impact of carriage on the performance of the communication system.Affected by the carriage,the signal experiences power loss whe n passing through the carriage,and more echo rays will be received with the increase of the reflectors.Further efforts are required to investigate the influences of the carriage on the signal power distribution in the carriage,antenna correlation,angle characteristic and M I M O performance.In this paper,ray tracing method was used in a tunnel model to simulate the power distribution and path loss in tunnel with and without the carriage.In addition,the influence of various factors on the performance of M I M O was analyzed from the aspect of angle characteristics,antenna correlation,singular value and capacity, which provides reference basis for M I M O application in tunnel scenarios.Key words：tunnel；ray tracing method；path loss；carriage；channel capacity随着轨道交通的发展，地铁已经成为人们出行的 重要交通工具，同时便携式通信设备的普及使得人们 对出行时的通信需求越来越高[1]。
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2.1 时延扩展和相干带宽
在移动通信中，由于多径效应的存在，使得接收端收到的信号与实际发送的信号相比在时间上被拉长了，这种现象称为时延扩展。
在数字通信中，由于时延扩展，接收信号中一个码元的波形会扩展到相邻码元周期中而引起码间串扰。
解决码元串扰的方法就是使码元周期大于时延扩展。
与时延扩展有关的一个重要的概念就是相干带宽。
当在移动通信中存在两个频率间隔较小的衰落信号时，由于不同传播时延的存在，使得原来不相干的这两个信号变得相干起来。
使此种情况发生的频率间隔被称为相干带宽（
B）,它取
C
决与时延扩展。
2.2 信道衰落的分类
根据发送信号与信道变化快慢程度的比较，信道可以分为快衰落信道和慢衰落信道。
快衰落信道是指信道冲击响应在符号周期内变化很快，即信道的相干时间比发送信号的信号周期要短。
快衰落仅与由运动引起的信道变化率有关，实际上，它仅发生在数据率非常低的情况下。
慢衰落信道是指信道冲击响应变化率比发送的基带信号S(t)变化率低得多，因此可以假设在一个或若干个带宽倒数间隔内，信道均为静态信道。
对频域来说，慢衰落意味着信道的多普勒扩展要比基带信号的带宽小得多。
显然，信号经历的是快衰落还是慢衰落取决于移动站的速度（或信道路径中物体的移动速度）和基带信号的发送速率。
根据相干带宽和信号带宽的比较，信道可以分为平坦衰落和频率选择性衰落。
所谓平坦衰落是指当信号带宽远小于信道的相干带宽时，信号通过该信道后各频率分量的变化是一致的，信号波形没有失真，也没有发生码间串扰。
而当信号带宽大于信道相干带宽时，该信号中不同的频率分量在经过信道后遭受的衰落程度是不一样的，这就导致了信号波形失真，造成码间串扰，此时的衰落称为频率选择性衰落。
不同的衰落类型之间的关系如下图所示。
图2-2 信道衰落的分类
2.3 信道的统计特性
2.3.1 一阶统计特性 设一随机过程R 的概率密度函数为p(r),则其累计概率分布函数F(R)可以表示为
⎰=≤=R
dr r P R r P R F 0
)()()(
概率密度函数和累计概率分布函数均属于一阶统计特性。
2.3.2二阶统计特性
概率密度函数和累计概率分布函数在反映接收信号包络电平低于某一门限的总概率（或总时间）是非常有用的。
但是它们不能反映接收包络电平低于某一门限的次数和平均每次持续的时间，而这两个统计量对误差检测编码、空间分集和跳频等无线统计技术来说是非常重要的。
因为它们不仅受到散射环境的影响还受到移动台速度的影响，所以它们是二阶统计量。
电平通过率是指单位时间内接收信号包络一正的（或负的）斜率通过某一
（发送信号的符号周期）s （相干时间）c
d (频移扩展) (发送信号带宽)B s
((
规定电平R 的次数。
LCR 是由Lee 于1967年推导出来的。
为了求出LCR 的表达
式，假设包络电平为||r =α ，包络斜率为||r =α
，且设它们的联合概率密度函数为),(α
α p 。
则对于给定的包络斜率α 和持续时间dt ，在区间),(αd R R +上要求的通过包络α的次数为
dt d R p ααα
),( 其中dt dr r dt d /,/== αα。
当给定包络斜率α ,在持续的时间段T 内通过包络电平R 的次数为
αααααα
d R p T dt d R p T
),(),(0
=⎰ 所以，以正斜率通过包络电平R 的次数为
⎰∞
=0),(ααα
d R p T N R
最后，每秒钟通过给定包络电平R 的次数，即电平通过率R L 为
⎰∞
=0
),(ααα
d R p L R 电平通过率的实际意义：如果用接收门限作为给定包络电平，这LCR 就是单位时间内信号包络低于门限的次数。
由于信号包络的起伏变化是随机的，所以电平通过率也是随机的。
平均衰落持续时间是指信号包络电平保持在给定电平R 以下的平均持续时间。
尽管包络衰落持续时间的概率密度函数是不可知的，但是AFD 还是可以计算出来的。
若考虑一个时间段T ，设i t 为第i 次衰落到给定电平R 以下的持续时间，则接收包络低于电平R 的概率为
∑=<i
i t T R p 1)(α 所以平均衰落持续时间t 为
R
i i R L R p t TL t )(1
≤==∑α 上式表示了累计概率分布函数、电平通过率和平均衰落持续时间之间的关系。
在多数情况下，累计概率分布函数的表达式比较容易得到，而电平通过率和
平均衰落持续时间的表达式不易得到，经常根据物理意义采用数值分析的方法得到它们的数值曲线。
2.4 信道建模与仿真方法
移动无线信道的仿真模型对移动通信系统的研究有着非常重要的意义，尤其在无线信道建模、性能分析及系统测试等方面作用重大。
具体而言，可概括为如下几个方面:
(1)寻找最佳的调制解调方案;
(2)寻找最佳的信道编码方案;
(3)寻找最佳的信道均衡方案;
(4)设计制作信道模拟器，检验系统各个模块的性能。
在仿真模型的设计中，除了其统计特性对相应的仿真对象应拥有良好的逼近外，实现的复杂度和速度是通常需要考虑的重要因素，以保证仿真模型的可实现性和实时性。
目前常用于移动信道仿真模型建模的方法有:
◆直接利用实测数据进行仿真模型建模
◆利用具有信道特性的滤波器建立信道仿真模型
◆基于马尔科夫过程建立信道仿真模型
◆利用正弦和理论建立信道仿真模型
◆随机变量合成法建立信道仿真模型
◆求反函数法建立信道仿真模型
◆舍选法建立信道仿真模型
其中直接利用实测数据建模仿真模型的方法由于其只适用于特定的环境，所以现在一般很少使用；滤波器仿真方法是用两个相互独立的低通高斯噪声源来产生高斯同相分量和正交分量，并通过具有对象信道特性的滤波器，从而产生仿真数据；基于Markov过程建立信道仿真模型的方法采用高阶Markov模型作为衰落信道模型。
近年来，随着移动通信的迅速发展，移动信道衰落对通信网络性能的影响已经成了移动通信研究的关键问题。
对于记忆性信道，一般采用高阶马尔科夫模型对其进行建模。
但是随着阶数的增加，计算复杂度也大幅增加。
并且，马尔科夫模型大多应用于分组数据通信协议的研究，一般很少用于物理模型；利用正弦和理论建立信道仿真模型的方法是以正弦和理论为基础，用有限个正弦信号的加权和来近似有色高斯过程，继而建立移动信道确定性仿真模型。
该方法能克服滤波器采样频率和带宽限制给仿真器的设计、实现带来的困难，并且它还便于用计算机软件来实现。
随机变量合成法只适应于接收信号包络可以建构为两个或两个以上的随机变量之和或之积的信道模型；求反函数法则要求被仿真信道模型的PDF函数的积分具有闭合形式的解，即其CDF函数能求出其反函数；舍选法的使用范围最为广泛，基本上可以仿真所有现有信道模型，该方法仿真过程简单、计算量少、仿真效果比较好，因而得到广泛的应用。