Rayleigh衰落信道

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LDPC码在各种衰落信道中性能分析

LDPC码在各种衰落信道中性能分析LDPC码（Low-Density Parity-Check code）是一种近年来被广泛应用于通信领域的一种纠错码。

LDPC码具有低复杂度的译码算法和较高的纠错性能，在各种信道中都有很好的性能表现。

本文将对LDPC码在各种衰落信道中的性能进行分析。

一、AWGN信道AWGN信道是一种理想的信道模型，信道噪声为高斯白噪声，且传输带宽完全满足香农采样定理。

在AWGN信道中，LDPC码能够接近香农极限，即在信噪比接近信道容量时，LDPC码的误码率可以无限接近于零。

LDPC码在AWGN信道中的性能主要由码长、码率、译码算法、迭代次数等参数决定。

通常情况下，通过增大码长和增加迭代次数可以提高LDPC码在AWGN信道中的性能。

LDPC码在AWGN信道中的表现可以通过误比特率曲线或信噪比-误比特率曲线来评估，通常情况下LDPC码在AWGN信道中的性能表现非常优秀。

二、Rayleigh信道Rayleigh信道是一种模拟无线传输的信道模型，包含多径传输和多普勒效应，信道衰落是随机的。

在Rayleigh信道中，LDPC码的性能受到信道的多普勒频偏和多径衰落的影响。

LDPC码通常可以通过增加码长和迭代次数来提高在Rayleigh信道中的性能。

对于多径传输，LDPC码的性能表现通常受到码长的限制，较长的LDPC码可以更好地克服多径效应，并减少误码率。

对于多普勒频偏，LDPC码的性能可以通过设计适应性的译码算法来提高。

在Rayleigh信道中，LDPC码的性能通常会低于在AWGN信道中的表现。

三、Rician信道Rician信道是包含了直射路径和多径效应的信道模型，在Rician信道中，直射路径和多径路径的影响较为明显。

LDPC码在Rician信道中的性能取决于直射路径和多径路径的强度以及信号和干扰比。

LDPC码通常可以通过增加码长和迭代次数来提高在Rician信道中的性能。

同时，设计适应性的译码算法也可以改善LDPC码在Rician信道中的性能。

多径独立Rayleigh衰落信道仿真模型

关键词：ａｌｇＲｙｅｈ衰落信道；ｉ信道仿真；表查中图分类号：Ｎ１Ｔ９１文献标识码：Ａ文章编号：６１— ６３２０）２— ２２— ４１７０７（０７００００
ＳｉｕａｉｎＭｏｅｆＩｄｐｎｄｎｔＭｕｌｉｔｙｅｇｄｎｇＣｈａｎｅｓｍｌｔｏｄｌｏｎｅｅｅｔｐａｈＲａｌｉｈＦａｉｎｌ
因为无线信道仿真器能降低通信系统的测试
和评估费用，并且具有可重复的特点，以在实验所
率。在仿真过程中主要的运算量集中在三角函数
的运算上，了提高仿真效率，为本文考虑用查表的方法代替三角函数运算。Ｚｅｇ型由于对多普ｈｎ模
ＷＡＮＧｎＹａｇ，ＧＥＬｎ— ｏｇｉｄｎ
（ｎｔｕｅｏＩｆｍｔｎＥｇｎｅｎ，ＩｆｍｔｎＥｇｅｒｇＵｉｅｓｙＺｅｇｈｕ４００，ｈｎ）Ｉｓｔｔｆｎｏａｏｎｉｅｒｇｎｒａｉｎｉｅｉｎｖｒｉ，ｈｎｚｏ５０２Ｃｉｉｒｉｉｏｏｎｎｔａ
Ａｂｔａｔ：ａｙｋｎｄｆｃａｎｌｓｍｕａｉｎｍｏｌｒａｅｎＲａｌｉｈｆｄｎｈｎｅｉｌ— ｓｒｃＭｎｉｓｏｈｎｅｉｌｔｄｅｓａｅｂｓｄｏｙｅｇａｉｇｃａｎｌｓｍｕａｏｔｏｉｎ．ＡｏｅｕｐｔｎｅｅｄｅｔＣｏｒｌｔｄＲａｌｉｈｆｄｎｈａｎｌｉｌｔｏｄｌｂｓｄｏｎｖｌＭｈｉａｈＩｄｐｎｎｒｅａｅｙｅｇａｉｇｃｎｅｓｓｍｕａｉｎｍｏｅａｅｎｔｅｓｍｆｓｎｓｉｓｍｅｈｄｉｒｓｎｅｈｕｏｉｕｏｄｔｏｓｐｅｅｔｄ，ｗｈｃａｒａｌｅｕｅｈｏｕｔｔｎｌｃｍｐｅｉｙｉｈｃｎｇｅｔｒｄｃｔｅｃｍｐａｉａｏｌｘｔｙｏｗｈｌｉａｎｈｓａｉｔａｐｒｏｍａｃｎａｌｕｃｎｅｉｅｍａｎｔｉｔｅｔｔｓｉｌｅｒｎｅｅｒｙｎｈａｇｄ．Ｍａｈｍａｉａｄｒｖｔｎｎｃｒｅｃｆｔｅｔｃｌｅａｉａｄｏｒ — ｉｏｓｏｉｉｕａｉｎｒｓｌｓａｅａｓｒｖｄｄｐｎｄｎｇｓｍｌｔｏｅｕｔｒｌｏｐｏｉｅ．Ｋｅｙｗｏｒ：Ｒａｌｉｈｆｄｎｈｎｎｌｄｓｙｅｇａｉｇｃａｅｓ；ｃａｎｌｓｍｕｌｔｏｈｎｅｉａｉｎ；ｌｏｕａｌｏｋｐｔｂｅ

几种衰落信道

⼏种衰落信道瑞利分布瑞利分布(Rayleigh distribution)是指当⼀个随机的⼆维向量的每个分量呈独⽴的、均值为0、⽅差为σ2并且有着相同的⽅差的正态分布时，这个向量的模呈瑞利分布。

它是⼀个均值为0，⽅差为σ2的平稳窄带⾼斯过程，其包络的⼀维分布是瑞利分布⼀、准静态平坦衰落信道⼀般来说，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。

⽽准静态平坦衰落信道(quasi-static frequency-flat fading)是指多径情况不会造成符号间的⼲扰，并且在每⼀个传输块内为常数。

⼆、瑞利衰落信道模型（Rayleigh）假设发送信号为单⼀频率正弦波，即若不考虑直射路径，多径信道共有n条路径，各条路径具有时变衰耗和时变传输时延，且从各条路径到达接收端的信号相互独⽴，则接收端接受到的合成波为式中，ai(t)为从第i条路径到达接收端的信号振幅，τi(t)为第i条路径的传输时延。

传输时延可以转换为相位的形式，即为从第i条路径到达接收端的信号的随机相位。

r(t)也可表⽰为如下形式：由于X(t)和Y(t)都是相互独⽴的随机变量之后，根据中⼼极限定理，⼤量独⽴随机变量之和的分布趋于正态分布。

因此，当n⾜够⼤时，X(t)和Y(t)都趋于正态分布。

通常情况下X(t)和Y(t)的均值为0（由于没有直射路径），⽅差相等。

这种表⽰⽅式也叫做同相-正交表⽰法。

r(t)也可以表⽰为如下形式：这种表达⽅式也称包络-相位表⽰法。

瑞利衰落信道

用正弦波叠加的方式生成一个最简单的瑞利衰落过程，具有多普勒频率。

公式(10)-(12) 给出了生成Rayleigh Fading Process 的一种简单的数学表达式。

接下来给出了matlab 源代码。

%-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- function [r]=ray_doppler(fm, M, dt, N)% Define variables:% fm -- the maximum Doppler frequency in Hz% M -- the number of sinusoids to generate the Rayleigh process, M > 16% dt -- one symbol duration in second% N -- the length of the fading sequence in symbolT=N*dt-dt;t=0:dt:T;c=sqrt(2/M); % scaling factor of powerw=2*pi*fm; % maximum Doppler frequency in radx=0;y=0;for n=1:Malpha=(2*pi*n-pi+(2*pi*rand-pi))/(4*M);ph1=2*pi*rand-pi;ph2=2*pi*rand-pi;x=x+c*cos(w*t*cos(alpha)+ph1); % x-axis Gaussian process, power is 1y=y+c*cos(w*t*cos(alpha)+ph2); % y-axis Gaussian process, power is 1end% generate a complex-valued sequence% its amplitude is Rayleigh distributed% its angle is uniformly distributedr=(x+sqrt(-1)*y)/sqrt(2); % normalized to the unit power%-------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 通过检验PDF, CDF 和Spectrum 来核实生成的Rayleigh flat-fading channel 的可靠性。

块衰落信道模型

块衰落信道模型
块衰落信道模型是一种常用的信道模型，在无线通信系统中被广泛应用。

该模型描述了无线信号在传输过程中，受到信道衰落的影响。

块衰落信道模型假设信道的衰落是以一定的块形式进行的。

每个块中的信道状态保持不变，而不同块之间的信道状态可能会发生改变。

在每个块内，信道状态可以被看作是固定的，从而简化信道的建模。

在块衰落信道模型中，可以使用Rayleigh或Rician分布来表示信道衰落。

Rayleigh 衰落模型假设接收信号是由多个经过反射和散射传播路径上的信号叠加产生的，而Rician 衰落模型假设还存在着一个主要的传播路径。

通过这些模型，能够更好地描述无线信道中的多径效应。

对于块衰落信道模型的建模，可以使用以下步骤进行：
1. 确定衰落模型的类型，是Rayleigh衰落还是Rician衰落。

2. 然后，确定块的时长，即每个衰落状态保持不变的时间段。

3. 确定衰落状态的改变模式，可以是独立均匀分布，或者具有一定的相关性。

4. 生成块衰落信道模型，并使用该模型进行信道容量、误码率等性能指标的分析。

块衰落信道模型在无线通信系统中起到了关键的作用，能够更好地描述信号在传输过程中遇到的衰落现象。

该模型的应用可以帮助优化无线通信系统的设计，改善系统的性能。

瑞利衰落信道简介

（4）大尺度衰落通常是指由于各种遮挡所引起的信号衰减，描述发射机与接收机之间长距离上的场强变化，其分布可认为是对数正态，它是缓变的。大尺度传播特性主要讨论的是路径损耗的问题，路径损耗具有幂定理的传播特性，主要反映自由空间传播损耗与传播中的弥散损耗。（5）瑞利分布：当一个二维向量的两个分量呈独立的、有着相同方差的正态分布时，这个向量呈瑞利分布。瑞利分布是一个均值为0，方差为σ 2的平稳窄带高斯过程，其包络的一维分布是瑞利分布。表达式： z2 z f ( z ) 2 exp 2 z 0 2 瑞利分布均值：（X）= 1.253 2 瑞利分布方差：
var( X )
4 2 0.429息的物理性通道，无线信号的信道就是电波传播所通过的空间。信道是发射端和接收端之间传播媒介的总称，它是任何一个通信系统不可或缺的组成部分；无线信道：无线信道即无线的频段，是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。包络衰落：经过多径传播到达基站和移动台的电波，对通信是有益的还是无益的，在较大程度上取决于基站的位置。如果移动台不断运动，或散射环境发生变化，复合信号在幅度和相位上也随时间而发生明显变化，这种现象被称为包络衰落。包络衰落的时间变化率由移动台的运动速率决定。
2.瑞利衰落信道模型
2.1 Clarke模型 Clarke模型是一个非常实用的平坦衰落（1）模型。 Clarke建立了一种用于描述平坦小尺度衰落的统计模型，即瑞利衰落信道。其移动台接受信号的场强的统计特性基于散射，这正好与市区环境中无直视通路的特点相吻合，因此广泛用于市区环境的仿真中。这种模型假设有一台具有垂直极化天线（2）的接受台，移动台天线接收到的是由N个具有随机相位和随机入射角平面波所组成的场，且每个平面波的振幅均匀分布。要指出的是这种假设是建立在没有直射路径的前提下，各到达波的散射成分经历的是小尺度距离的衰减。基站和移动台之间传播环境主要特征是多径传播，即并不仅仅来自一条直射路径，而更包括由于建筑物、树木及起伏的地形引起反射、散射及绕射后的信号，由于电波通过各个路径的距离不同，因而各路经来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端叠加，有时同相叠加而加强，有时反相叠加会减弱。这样，接受信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。对于典型的市区环境，具有以下特点：发射天线放置在建筑物顶端，在接收天线的远场区空间上只存在很少的可分离的远端散射体，且每个主反射体一般只有一个

瑞利衰落信道简介PPT课件

主要路径；在发送端和接收端的附近存在大量的散射体（称为本地散射体），由于它们产生的多径信号相对时延很小，所以可以认为任何平面波都没有附加时延，又由于不存在直射路径，只存在散射路径，使得到达波都经历了相似的衰落，具有几乎相等的幅度，只是具有不同的频移和入射角。
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无线信道：无线信道即无线的频段，是以无线信号作为传输媒体的数据信号传送通道。
包络衰落：经过多径传播到达基站和移动台的电波，对通信是有益的还是无益的，在较大程度上取决于基站的位置。如果移动台不断运动，或散射环境发生变化，复合信号在幅度和相位上也随时间而发生明显变化，这种现象被称为包络衰落。包络衰落的时间变化率由移动台的运动速率决定。
它是缓变的。大尺度传播特性主要讨论的是路径损耗的问题，路径损
耗具有幂定理的传播特性，主要反映自由空间传播损耗与传播中的弥
散损耗。
（5）瑞利分布：当一个二维向量的两个分量呈独立的、有着相同方
差的正态分布时，这个向量呈瑞利分布。瑞利分布是一个均值为0，
方差为σ2的平稳窄带高斯过程，其包络的一维分布是瑞利分布。
2.瑞利衰落信道模型
2.1 Clarke模型 Clarke模型是一个非常实用的平坦衰落（1）模型。 Clarke建立了一种用于描述平坦小尺度衰落的统计模型，即瑞利衰落信道。其移动台接受信号的场强的统计特性基于散射，这正好与市区环境中无直视通路的特点相吻合，因此广泛用于市区环境的仿真中。接收这到种的模是型由假N设个有具一有台随具机有相垂位直和极随化机天入线射（角2）平的面接波受所台组，成移的动场台，天且线每个平面波的振幅均匀分布。要指出的是这种假设是建立在没有直射路径的前提下，各到达波的散射成分经历的是小尺度距离的衰减。基站和移动台之间传播环境主要特征是多径传播，即并不仅仅来自一条直射路径，而更包括由于建筑物、树木及起伏的地形引起反射、散射及绕射后的信号，由于电波通过各个路径的距离不同，因而各路经来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端叠加，有时同相叠加而加强，有时反相叠加会减弱。这样，接受信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。对于典型的市区环境，具有以下特点：发射天线放置在建筑物顶端，在接收天线的远场区空间上只存在很少的可分离的远端散射体，且每个主反射体一般只有一个

基于Rayleigh衰落信道下MISOMUCSDCSK通信系统性能分析

犓犲狔狑狅狉犱狊：ｍｕｌｔｉｕｓｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｈａｏｓｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ（ＭＵＤＣＳＫ）；ｃｙｃｌｉｃｓｈｉｆｔ；ｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｐｕｔｓｉｎｇｌｅｏｕｔｐｕｔ（ＭＩＳＯ）；ｂｉｔｅｒｒｏｒｒａｔｅ（ＢＥＲ）
０引言
作为一种重要的非线性科学分支，混沌理论目前已经成为一门十分诱人的前沿课题。［１］混沌信号具有许多特殊性质及优点，例如：初始条件敏感性、非周期性、长期不可预测性、严格的自（互）相关特性、产生设备简单等，所以在保密通信中具有巨大的应用价值［２５］。在典型的非相干混沌数字保密调制系统中，差分混沌移位键控（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｃｈａｏｓｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ，ＤＣＳＫ）［６］应用最为广泛，许多混沌调制系统都
是基于该系统改进得到。ＤＣＳＫ系统在误码性能方面比相关延迟移位键控（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｄｅｌａｙｓｈｉｆｔｋｅｙｉｎｇ，ＣＤＳＫ）［７］具有优势，但是由于花费了一半的时间传输参考信号，所以传
输速率较低。文献［８１０］提出了不同方案来解决ＤＣＳＫ传输速率低的问题。目前基于多用户混沌调制方案非常适
关键词：多用户差分混沌移位键控；循环移位；多输入单输出；误码率中图分类号：ＴＮ９１１．３文献标志码：Ａ犇犗犐：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１５０６Ｘ．２０１８．１１．２６
犘犲狉犳狅狉犿犪狀犮犲犪狀犪犾狔狊犻狊狅犳犕犐犛犗犕犝犆犛犇犆犛犓狊狔狊狋犲犿狅狏犲狉犚犪狔犾犲犻犵犺犳犪犱犻狀犵犮犺犪狀狀犲犾狊

瑞利衰落信道和高斯信道matlab

瑞利衰落信道和高斯信道是无线通信中常见的两种信道模型。

瑞利衰落信道适用于描述城市中的移动通信环境，而高斯信道则适用于描述开阔地带或者室内的通信环境。

本文将使用Matlab来分别模拟这两种信道，并对模拟结果进行分析和比较。

一、瑞利衰落信道模拟1. 利用Matlab中的rayleighchan函数可以模拟瑞利衰落信道。

该函数可以指定信道延迟配置、多径增益和相位等参数。

2. 我们需要生成随机的信号序列作为发送端的信号。

这里可以使用Matlab中的randn函数生成高斯白噪声信号作为发送端信号的模拟。

3. 接下来，我们需要创建一个瑞利衰落信道对象，并指定相应的参数。

这里可以设定信道延迟配置、多径增益和相位等参数，以便更好地模拟实际的信道环境。

4. 将发送端的信号通过瑞利衰落信道进行传输，即将信号与瑞利衰落信道对象进行卷积操作。

5. 我们可以通过Matlab中的plot函数绘制发送端和接收端信号的波形图以及信号经过瑞利衰落信道后的波形图，以便直观地观察信号经过信道传输后的变化。

二、高斯信道模拟1. 与瑞利衰落信道模拟类似，高斯信道的模拟同样可以使用Matlab 中的函数进行实现。

在高斯信道的模拟中，我们同样需要生成随机的信号序列作为发送端的信号。

2. 我们可以通过Matlab中的awgn函数为发送端信号添加高斯白噪声，模拟信号在传输过程中受到的噪声干扰。

3. 我们同样可以使用plot函数绘制发送端和接收端信号的波形图以及信号经过高斯信道后的波形图，以便观察信号传输过程中的噪声干扰对信号的影响。

三、模拟结果分析和比较对于瑞利衰落信道模拟结果和高斯信道模拟结果，我们可以进行一些分析和比较：1. 信号衰落特性：瑞利衰落信道模拟中，我们可以观察到信号在传输过程中呈现出快速衰落的特性，而高斯信道模拟中，信号的衰落速度相对较慢。

2. 噪声干扰：高斯信道模拟中，我们可以观察到添加了高斯白噪声对信号的影响，而在瑞利衰落信道模拟中，虽然也存在噪声干扰，但其影响相对较小。

rayleigh衰落信道仿真实验

瑞利衰落信道仿真实验报告一、实验原理在陆地移动通信中，移动台往往受到各种障碍物和其他移动体的影响，以致到达移动台的信号是来自不同传播路径的信号之和。

而描述这样一种信道的常用信道模型便是瑞利衰落信道。

瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel ）是一种无线电信号传播环境的统计模型。

这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，表现为“衰落”特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布。

由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落。

这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道，以及建筑物密集的城市环境。

瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况，否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型。

假设经反射（或散射）到达接收天线的信号为N 个幅值和相位均随机的且统计独立的信号之和。

信号振幅为r,相位为θ,则其包络概率密度函数为 P(r)=2222rσσr e - (r ≥0)相位概率密度函数为：P(θ)=1/2π （πθ20≤≤）二、用MATLAB 对瑞利衰落信道进行仿真1、matlab 代码：用到的子函数：function [r,x,y]=raychan (n) %n 为路径数 x,y 分别为叠加后信号实部和虚部，r 为信号包络t=1; v=50; lamda=1/3; %t ，v ，lamda 初始化一个值alpha=rand(1,n); %产生n 条路径的幅度向量phi=2*pi*rand(1,n); %产生n 条路径的相位向量theta=2*pi*rand(1,n); %产生n 条路径的多普勒频移的角度向量s=alpha.*(exp(j.*(phi+2*pi*v*t/lamda*cos(theta))))*ones(1,n)'; %s 为n 条路径的叠加x=real(s);y=imag(s);r=sqrt(x^2+y^2);end主程序：clc;clear;N=10000; %N 代表获取的r 的个数r=zeros(1,N); %r 初始化为零n1=6; %n 为路径数x=r; y=r; theta=r; %x ，y ，theta 初始化为零for i=1:N %该循环产生N 个r ，N 个theta ，N 个x ，N 个y[r(i),x(i),y(i)]=raychan (n1);endsigma=sqrt(var(x)); %计算标准差sigmaindex=[0:0.01:max(r)]; %index 为横坐标的取值范围，相当于规定了r/sigma 的坐标p=histc(r,index); %p 为r 在index 规定的区间里的统计个数P=zeros(1,length(p)); %P 用来计算累加的区间统计，在概率中相当于F （x ），先初始化，然后循环求值for i=1:length(p)for j=1:iP(i)=P(i)+p(j);endendP=P/N; %除以总数N 得到概率poly_c=polyfit(index,P,9); %用9阶多项式拟合P （index ）,得到多项式系数行列式poly_cpd=polyder(poly_c); % 多项式微分，即对P(index)微分，相当于求f （x ）概率密度p_practice=polyval(pd,index); %求出index 对应的多项式函数值p_practicep_theory=index/sigma^2.*exp(-index.^2/(2*sigma^2)); %求出index 对应的p_theory 值%画出r 的实际和理论概率密度函数图plot(index,p_practice,'b-',index,p_theory,'r-');legend('Practical','Theoretical');title('Amplitude Practical versus Theoretical');xlabel('r/\sigma');ylabel('P(r)');axis([0 4 0 0.8]);grid on;结果如图：r/ P (r )Amplitude Practical versus Theoretical分析：在r/σ=1，概率密度P(r)取得最大值，表示r 在σ值出现的可能性最大。

瑞利衰落信道简介

2.瑞利衰落信道模型
2.1 Clarke模型 Clarke模型是一个非常实用的平坦衰落（1）模型。 Clarke建立了一种用于描述平坦小尺度衰落的统计模型，即瑞利衰落信道。其移动台接受信号的场强的统计特性基于散射，这正好与市区环境中无直视通路的特点相吻合，因此广泛用于市区环境的仿真中。这种模型假设有一台具有垂直极化天线（2）的接受台，移动台天线接收到的是由N个具有随机相位和随机入射角平面波所组成的场，且每个平面波的振幅均匀分布。要指出的是这种假设是建立在没有直射路径的前提下，各到达波的散射成分经历的是小尺度距离的衰减。基站和移动台之间传播环境主要特征是多径传播，即并不仅仅来自一条直射路径，而更包括由于建筑物、树木及起伏的地形引起反射、散射及绕射后的信号，由于电波通过各个路径的距离不同，因而各路经来的反射波到达时间不同，相位也就不同。不同相位的多个信号在接收端叠加，有时同相叠加而加强，有时反相叠加会减弱。这样，接受信号的幅度将急剧变化，即产生了衰落。对于典型的市区环境，具有以下特点：发射天线放置在建筑物顶端，在接收天线的远场区空间上只存在很少的可分离的远端散射体，且每个主反射体一般只有一个
主要路径；在发送端和接收端的附近存在大量的散射体（称为本地散射体），由于它们产生的多径信号相对时延很小，所以可以认为任何平面波都没有附加时延，又由于不存在直射路径，只存在散射路径，使得到达波都经历了相似的衰落，具有几乎相等的幅度，只是具有不同的频移和入射角。
Jakes模型 Jakes仿真方法相对于其他方法而言，能产生一种较好的瑞利仿真信号。 clarke模型是多径衰落的数学模型；而Jakes模型其实严格应该称为Jakes simulator，它是一个仿真模型，（也就是说是clarke模型的一个具体实现形式）它产生的信号是广义平稳的，并且能够较好的吻合Clarke模型中的统计特性。（1）平坦衰落：若移动无线信道在比发射信号的带宽大得多的信道带宽内具有不变的增益和线性相位响应，则接收信号将发生平坦衰落。这种情况，时域上信道的波形比信号的波形窄，频域上信道波形比信号波形宽。所以，接收信号幅度增益发生改变（引起深度衰落），而频谱依然保持。（2）垂直极化：是指卫星向地面发射信号时，其无线电波的震动方向是垂直方向。在地面蜂窝无线系统中，电波在三维空间中传播，基站发送的信号通常采用垂直极化，为了便于通信，移动台天线通常也采用垂直极化。

频率选择性瑞利衰落信道中自适应均衡和信道估计的性能分析概要

收稿日期:2009-05-12作者简介:刘冬生(1969-,男,江西安福人,讲师,硕士,主要从事无线局域网协议和信号处理研究.0引言近年来,移动通信和无线网络取得很大的发展。

然而,相对于有线信道的稳定性和预测性而言,无线信道具有很大的随机性和时变性。

众所周知,无线通信信道最明显的特征是多径衰落效应和时间变化特性[1-2],就是存在一条以上的信号传播路径,且信道特性随时间变化较快,具有明显的随参信道特性。

多径衰落效应是由于障碍物的折射,散射或反射等原因造成。

不同路径到达的信号由于行程不同,信号的幅度和时间延迟将会不同。

对高速无线通信,多径效应可导致信道的频率选择性衰落。

另外,发射机,接收机或者它们之间物体的运动,使得信道的物理性质发生变化,造成信道参数随时间变化(时域和接收信号频谱的多普勒(Doppler 扩展(频域,也即无线通信信道具有时变(时间选择性和频率选择衰落特性,无线信道的这些特性对接收信号将产生严重失真[3]。

为了得到较好的系统性能,与有线通信相比,无线通信系统一般采用较复杂的信道编码、交织、分集和均衡等技术。

因此,研究信道特性及其仿真实现方法对通信系统的设计与性能分析具有重要意义。

许多学者对信道特性及信道建模等问题进行了大量的研究,取得了较丰富的成果,其中文献[4]对信道特性描述、信道建模和信道分析等问题进行了较详细的说明,而文献[5]对信道仿真的理论和实现方法进行了全面的介绍。

本文主要对其中的一种信道模型即频率选择性瑞利衰落信道模型进行分析与仿真。

1频率选择性瑞利衰落信道的性能分析1.1瑞利衰落信道简介在衰落信道的处理数字通信系统中,可以使用冲激响应幅度的统计特性描述信道,建立信道模型。

常用的信道模型有瑞利(Rayleigh 信道和莱斯(Ricean 信道。

当存在大量路径,且无直达路径时,则接收信号的幅度是瑞利分布的,信道是瑞利信道,其冲激响应的包络分布满足如下概率密度分布函数(pdf [6]:f (r =r exp -r 2220≤r ≤∞0r <≤≤≤≤≤0(1式中,r 是接收信号振幅,r 2是瞬时接收功率,2σ2是多径信号平均功率。

瑞利衰落信道（Rayleigh

瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）Rayleigh fadingFrom Wikipedia, the free encyclopediaJump to: navigation, searchRayleigh fading is a statistical model for the effect of a propagation environment on a radio signal, such as that used by wireless devices.Rayleigh fading models assume that the magnitude of a signal that has passed through such a transmission medium (also called a communications channel) will vary randomly, or fade, according to a Rayleigh distribution — the radial component of the sum of two uncorrelated Gaussian random variables.Rayleigh fading is viewed as a reasonable model for tropospheric and ionospheric signal propagation as well as the effect of heavily built-up urban environments on radio signals.[1][2] Rayleigh fading is most applicable when there is no dominant propagation along a line of sight between the transmitter and receiver. If there is a dominant line of sight, Rician fading may be more applicable.其瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是⼀种⽆线电信号传播环境的统计模型。

关于瑞利（rayleigh）信道

关于瑞利（rayleigh）信道
关于瑞利(rayleigh)信道
自从做物理层的仿真以来，对瑞利信道就一直不是很明白，查了一些资料，看了一些论坛上网友的发言，现在对瑞利信道就我自己的理解进行一下总结。

1、信号带宽小于相关带宽时，叫平坦衰落，这时多径可以不加区别的当作一径。

当信号带宽比较宽时，其中各频段经受各种不同的增益，这就是频率选择的含义。

这时多经不可看作一径，需要考虑各自的增益和时延。

2、瑞利分布就是两个独立的高斯分布的平方和的开方。

一个信号都是分为正交的两部分，而每一部分都是多个路径信号的叠加，当路径数大于一定的数量的时候，他们的和就满足高斯分布。

而幅度就是两个正交变量平方和和开方，就满足瑞利分布了。

3、如果是最简单的平坦瑞利衰落，将星座图映射后的信号，乘以功率为1的复高斯信号就完成了。

在接收端判决前，除以信道系数（即前边的复高斯信号），就可以判决了。

这样肯定是0误码率。

在加入衰落后，还可以加入不同功率的白噪声，进而得到SNR－BER曲线。

平坦Rayleigh衰落下MIMO信道容量的高斯近似

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常好，这表明，一般情况下可以用高斯近似来计算ＭＩＭＯ系统的中断概率和中断容量。
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信息技术
平坦Ｒｙｉｈ衰落下ＭＩａｌｇｅＭＯ信道容量的高斯近似
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摘要：多输入多输出（ＭＯ天线技术作为下一代无线通信标准ＬＥＭＩ）Ｔ其中）ｋ阶拉盖尔（ａｕｒ多项式。是Ｌｇｅｒｅ）（ｎ — ｅｍＥｏｔｎＬｇＴｒｖｌｉ长期演进）ｏｕｏ的三大关键技术之一，可以在有限的无线２中断容量和高斯近似频谱资源条件下，大幅度地提高频谱利用率和系统容量。本文在不相关平坦衰２１中断容量定义：如果系统的信道容量小于某一固定值．落ＭＩＭＯ信道下，利用高斯近似的方法深入分析了ＭＩ系统的遍历容量、ＭＯＣ，的概率为一个较小的数值，即有中断概率和中断容量，通过仿真分析验证了通常情况下ＭｌＭＯ系统的容量可Ｐ＝ｄ．ＰＣ＜（）４

实验2瑞利衰落信道的误码率分析

实验2：瑞利衰落信道的误码率分析一、实验目的1.了解瑞利衰落信道的基本特征。

2.掌握使用Matlab进行QPSK调制与解调。

3.掌握使用Matlab分析信道的误码率。

4.掌握信道编解码的基本原理及其Matlab实现。

二、实验内容1.瑞利衰落信道的表示。

2.使用matlab构建QPSK通信仿真系统。

3.使用matlab分析所构建系统在加有白噪声的瑞利衰落信道情况下的误码率。

4.对增加信道编解码后的信道，使用Matlab重新进行误码率分析（编解码方式任选）三、实验设备1．装有Matlab的PC四、实验原理瑞利衰落信道（Rayleigh fading channel）是一种无线电信号传播环境的统计模型。

这种模型假设信号通过无线信道之后，其信号幅度是随机的，表现为“衰落”特性，并且多径衰落的信号包络服从瑞利分布。

由此，这种多径衰落也称为瑞利衰落。

这一信道模型能够描述由电离层和对流层反射的短波信道，以及建筑物密集的城市环境。

瑞利衰落只适用于从发射机到接收机不存在直射信号的情况，否则应使用莱斯衰落信道作为信道模型。

瑞利衰落模型适用于描述建筑物密集的城镇中心地带的无线信道。

密集的建筑和其他物体使得无线设备的发射机和接收机之间没有直射路径，而且使得无线信号被衰减、反射、折射、衍射。

瑞利衰落属于小尺度的衰落效应，它总是叠加于如阴影、衰减等大尺度衰落效应上。

信道衰落的快慢与发射端和接收端的相对运动速度的大小有关。

相对运对导致接收信号的多普勒频移。

Rayleigh密度是Rician分布的特殊情况，即当没有直视分量(Z = 0)时，接收信号全部由多径信号组成，其信号包络r的概率密度函数为f r(r)=rσ2∗exp (r22σ2)大量实测数据和理论分析表明，在多径传播条件下，假设“不存在视距路径”，接受信号的包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布，这种假设在离基站较远，非视距传播时是成立的。

QPSK是利用载波的四种不同相位差来表征输入的数字信息，是四进制移相键控。

快衰落和慢衰落平坦衰落与选择性衰...

快衰落和慢衰落平坦衰落与选择性衰...快衰落和慢衰落平坦衰落与选择性衰落 Rayleigh分布和Rician 分布频率选择性衰落和Rayleigh衰落《1》Rayleigh分布和Rician分布：当移动台和基站之间无视距传输时，接收信号的包络服从Rayleigh分布；当两者之间有一条直达路径，而且信号很强时，接收信号的包络服从Rician分布；《2》平坦衰落，与选择性衰落相对应可以分为时间、频率、角度的选择性/平坦衰落信道，通常所说的选择性/平坦衰落，一般指频率选择性/平坦衰落。

任何多径信道都会存在频率选择性问题，因为此时信道的功率谱中会出现若干个零点，在这些零点频率上的信号（或者信号的谱分量）将会被严重衰减，从而造成接收信号的严重畸变，因此，发射信号的带宽最好不要跨过某一个零点，第一个零点处的频率被定义为相干带宽，如果信号的带宽小于相干带宽，则可以保证信号的任何频谱分量都不会经受几乎是零点的衰落，特别地，如果信号带宽远小于相干带宽，则可以近似认为在信号的带宽内，信道的功率谱包络是平的（幅度增益为常数），此时称信号经历了平坦衰落；反之，如果信号带宽跨越了零点，则称信号经历了频率选择性衰落，此时需要特殊的均衡手段来恢复严重畸变了的信号。

flat fading 和频率选择性衰落------基于多径时延扩展flat fading: 当基带信号带宽远小于信道的相关带宽时，信号经历平坦衰落；Bs<当基带信号带宽很大时，经历频率选择性衰落。

Bs>>Bc《3》fast fading and slow fading－－－基于多普勒扩展当移动台具有一定的移动速度后，会产生多普勒频移，其倒数称为信道的相关时间。

当基带信号的符号时间小于信道的相关时间时，在多个符号期间，可以认为信号所经历的衰落是相同的（慢衰落），____就是信道变化太快。

如果基带信号的符号时间远大于信道的相关时间，信号在同一符号时间内经历不同的衰落（不同chip之间所经历的衰落是不同的），这就是快衰落。

非同分布 Rayleigh 衰落信道下认知中继网络中断概率精确解

非同分布 Rayleigh 衰落信道下认知中继网络中断概率精确解罗丽平;陈海强;周卫【期刊名称】《中山大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(055)002【摘要】研究了 underlay 频谱共享模式下认知中继网络的中断性能，推导出独立非同分布 Rayleigh 衰落信道下次用户中断概率精确解的闭合表达式。

通过对具有不同分布参数的 Rayleigh 衰落信道下系统性能进行 Monte-Carlo 仿真，验证了理论推导的正确性。

仿真结果表明，次用户发射机与中继之间（ST → SR ）的中继链路以及次用户发射机与主用户接收机之间（ST → PD ）的干扰链路———这两种链路的信道状态是影响认知中继网络中断性能的主要因素。

%The outage performance of the secondary user is investigated for cognitive relay networks with underlay spectrum sharing model.An exact closed-form of outage probability is derived over independent but non-identically distributed (non-i.d.)Rayleigh fading channels.The derived formula is verified by Monte-Carlo simulations and is served as an effective tool to evaluate the outage performance under differ-ent channel parameters.Simulation results show that the channel state of the relaying link (ST → SR ) and the interference link (ST → PD )dominate the outage performance in cognitive relay networks.【总页数】6页(P36-41)【作者】罗丽平;陈海强;周卫【作者单位】广西民族大学信息科学与工程学院，广西南宁 530006;广西大学计算机与电子信息学院，广西南宁 530006;广西民族大学信息科学与工程学院，广西南宁 530006【正文语种】中文【中图分类】TN925【相关文献】1.Nakagami-m信道下认知中继网络的中断概率上界闭式解模型 [J], 刘阳;冯志勇;尉志清;张平2.基于多中继多天线认知无线传感器网络系统的中继选择和中断概率的分析 [J], 岳文静;黄玲玲3.复合衰落信道下分布式MIMO系统中断概率及信道容量分析 [J], 彭文杰;李岳衡;薛团结;居美艳;黄平4.认知两跳AF中继网络在α-μ衰落信道下的性能分析 [J], 韩彦博;高丽;闫文华5.认知双向中继网络在κ-μ衰落信道下的中断性能分析 [J], 孔静恬;曾豪;张连明;佘青青;罗轶;秦宏毅因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。