一种移动通信无线信道衰落模型的调查

一种移动通信无线信道衰落模型的调查文摘:未来3G和4G手机通信系统将被要求支持广泛的数据率和优质的服务矩阵。

为提高数据链路的设计系统设计者需要传输协议知识的统计特性的物理层。

研究表明,没有适当的信道特性,盲目的应用现有的协议和传输策略，结果可能是毁灭性的，除非采取了适当的措施。

信道特性也帮助分配资源,选择传输策略和协议。

一种可行的办法是有一个准确彻底地可再生的最佳通道模型,模拟移动无线信道在不同的衰落错误的环境。

通道模型的目的是提供恰当的上层协议的输出,就好象它是运行在实际的物理层。

该模型应该很好得符合实测数据和很容易处理分析。

衰减移动信道的各种特征出现在过去年五十年文献中。

对于现有的信道模型，文章调查的衰落信道模型为适当的无线信道和特性提供了方法分类。

给出了由这些通道模型和他们的假设、适用性、应用、缺点,进一步提高问题所做的贡献。

在当前环境马尔可夫模型最适合于表征无线信道的衰落。

这些无线信道模型提出了一种衰落状态模型作为随机过程。

一个适当的建造信道模型是很有价值的方法去提高将来的移动无线信道的可靠性和容量的。

关键字-马尔可夫通道模型、误差概率,状态,衰落、传播、协议。

1.引言提出研究不同的通道模型在过去几十年已经取得了相当大的努力。

准确的信道模型对于无线衰落信道特性来说是个宝贵的工具。

传统的简单的加性高斯白噪声通道模型接收信号时只是不断被衰减和延迟影响。

在移动数字传输无线信道中往往需要一个更精细的模式。

在这种情况下，有必要考虑其他反复变化传播而被称为衰落的情况，它影响了接收信号的包络。

基于衰落统计的衰落信道为大家众所周知的是快、慢、扁、平稳和非平稳的信道特点。

由于考虑因素的大量提高，模型复杂特性进一步增加，如：物理位置接收机,速度车辆、载频、调制技术。

此前，信道模型的提出是一种基于概率密度函数来接收信号。

然而，使用相关分析模型很难计算系统的性能参数。

例如，没有闭合的形式来对模型有关的简单特性进行表达，如PDF衰落的持续时间和PDF次数在规定时间内消失的时间间隔。

对于衰落信道性能的错误分析。

PDF格式是典型的使用，它涉及复杂的整合，这在设计分析上层协议是非常困难的。

在第三代和第四代移动通信系统，它信道噪音可能具有一定的时间变化记忆，会导致信道质量随时间和以前信道条件的不同而发生变化。

这些现象可能会导致传输的意外，因为大多数子系统在设计时设计记忆信道较少。

当信道质量是时变时，用收到的信噪比来衡量它。

时间记忆的变化能够被利用的，找出以前信道的条件就可以预测将到来的信道质量，它可以用来改善通信系统的性能。

在记忆信道是有限状态信道的模型时，一个重要的家庭信道模型已被用来描述错误的序列。

有限状态信道的模型是用马尔可夫链统计和描述的。

图（1）显示了基本的分离形式的马尔可夫信道模型。

在这一类离散信道模型中，衰落环境是首要估计并创建了使用仿真和测试获取数据的数据集。

接收信号的包络强度是被识别的和一些其他几种状态。

每个分区被称为一个状态，这可能与特定的信道质量有关。

状态之间的转变时间显示不同信道的特点，这些数量和概率状态转换反映了信道的特性。

这可以通过如下状态转移矩阵P来表示：P11 P12 (1)P=P21 P22 (2)Pn1 Pn2…………PnnPij表示矩阵排的位置码是状态发生到专栏位置的过度。

也是显示发生转变的状态。

ΣPij= 1我从1数到N。

短距离的单信道可以塑造成一阶两个状态马尔可夫过程。

这是简单性[8，9，10，11]。

如果模型是为慢衰落长距离建立的，则更多的状态需要被选出来代表物理系统。

推导和优化的技术模型参数的应用，有助于统计和计算信道特性和去选择最适合信道模型。

所需多种状态数量的计算能力需要快速的增强，并很快成为不切实际的计算，即使是适中的状态数量。

对于快速变化的时间信道有限'N'阶状态模型也是必需的。

第三代和第四代移动无线通信系统期望能以2 Mbps和100 Mbps速度运行。

因此他们不会运行在简单的衰落环境。

小距离，短期分析因此是不够的。

因此对这样信道模型的系统性能的调查和施工会更为复杂。

论文另一方面，模型需要准确性的统计来代表物理信道。

在这个调查中，发展这个地区衰落信道模型类似的无线统计特征频道和底层无线电传播的存在研究进行了综述。

研究表明, 在这个地区主要的努力是发展模式与权衡复杂性和准确度之间衰落的环境。

该文章的编排如下。

对信道模型机动性联系是在第二部分。

这个为研究信道模型的分类和统计信道模型详细描述是分别在第三部分和第四部分。

然后更先进的信道模型作为控制变量状态和变量秩序中制定的离散马尔可夫模型无线标准进行综述是在第五部分。

最后,论文的结论是第六部分。

2 动机信道模型可以有效展示信道行为，基于它的衰落统计特性。

建模的目的是为了计算和估计各种第一和高阶衰落信道的统计参数。

这些通道参数都来源于模型高效评估及设计的无线网络通信系统。

其中的一些参数是水平交叉率、停电时间,并中断概率、储运损耗可能性。

停机时间是信道遭受停电的持续时间。

停电几率显示了停电概率。

其他有趣的是LCR测试参数赋予了衰落的数量，在某一水平低于固定时间间隔时，这个概率分布进一步说明通道的衰减率。

利用层次分析近似交叉率对实时应用所做的贡献是很重要的。

为实时应用给出了方程(3)。

ρ为计算使用关系R/Rrms，Rrms是接受包络临界水平，R的级别是穿过水平时被发现的。

这是一次依赖，也受到快速移动无线车辆的影响。

它值的范围为0.01为1。

该平均衰落持续时间定义为平均时间。

衰落的包络仍然低于指定的水平。

它可表示为方程（4）.一个信号消失的时间决定数位信号可能会在衰落中丢失。

这可以用来计算误码率。

在同一状态时间是寄居的数量。

信道仍然以它的速度分布变化展示衰落。

信道模型,可以进一步用这个罕见事件的概率估计同一样衰落。

再生信道几率的快衰落临界储运时间，然而超过那个信道才能够存活。

某些假设在绝大多数的前期工作和建模当中都要在内存信道中进行。

这些如下：2.1假设1.衰落过程是假设固定的。

基于马尔可夫过程模型的必然要求，错误统计不随时间变化。

2.假设模型的构建，像慢衰落信道条件时的,扁平或快。

实际情况，对于设计和分析下一代静态信道条件是不够的。

3.所建立的模型是基于条件的：在所有状态都是等概率的。

4.所建立的模型与具体的传输方案。

假设理想的模型信道编码和调制技术。

根据这些假设它可能代表多个类型相同的衰落信道。

选择最合适的模型还有待调查。

有几个具有挑战性的问题，要尽最大做出最好的适合一个精确信道模型和有用的工具来表现无线衰落信道。

这些提示如下图所示：2.2富有挑战性的课题1．确切的衰落信道和它的包络信噪比分布几乎是无限期的。

因此假设模型是衰落分布。

其中的一些是瑞利的分布,Rician,对数正态和Nakagami的.从理论上激发点的路径去查看视图。

选择得PDF的问题之一是进行调查。

2。

最流行的一阶马尔可夫模型可能不能提供准确的表征信道的。

在不同的环境，由于错误的过程是不平稳的，变化衰落由于多普勒传播和相位延迟可能导致衰落信道将非平稳。

因此各种技术需要探索信道并申请设计这种信道模型。

3.信道参数数目的计算,应该是这样的，简化模型的性能和协议设计，选择适当的信道参数和传动方案。

选择适当的信道参数和传输方案是当前在该地区的衰落信道表征的研究动机。

这些参数必须有技术解释。

选择最合适的模型问题是要经过深思熟虑，分为适当平衡的复杂性和该模型的准确性。

3分析模型无线信道的误差建模计划进行了调查，并在这部分分类。

这些模型已发展到近似信道路径损耗的衰落。

一种信道模型在过去几十年已经被报告。

形象的描绘是在图2.中所示。

基于这种方法，信道模型被分为分析模型和统计模型。

分析模型基于概念发达国家的接收场强强度，其相关性和分布的测量。

在本节中分析模型进行了描述。

这些模型基本上是传播模型，可以分为不同的方式。

在无线电通信的机制下传播可以代表脉冲之间的信道响应的位置发射器和接收器[42].时间不变的信道，描述了信道冲击响应。

它需要多代独立随机过程[22]。

这些类型的分析模型是根据收到的范围能力，像Finite scatter模型和maximum entropy模型的mimo信道模型和Jakes模型为衰落信道[40，41]。

要表示信道的分析模型还建议在概率密度函数（PDF）分析错误的能力。

概率密度函数的连续通道使用，也因为这些困难分析模型涉及了复杂的整合[8，19，21]。

然而，在这一套复杂的独立高斯过程，每个过程应该是相同的功率谱密度（PSD）或基于模型的自相关函数，比如克罗内克模型。

另据估计，交叉它们之间的相关功能应该是零。

分析模型建设需要足够的测量数据。

这需要精确用于的测量设备和需要时间收集数据。

移动系统是不断变化的，因此在假设和条件上对measurmentmay时间根据不同的使用信道而不同。

四．统计模型为了简化衰落信道建模和减少分析马尔可夫模型复杂性的，往往是通过特别方法来履行3G及4G网络的需要。

统计模型后来被开发出来用于简单的构造和估计衰落统计。

二进制对称通道平衡计内存更少，通道更简单的用来作为起点离散信道发展模型[11，12，13，15，16，20，21，22]。

一个移动广播信道是指在噪音方面干扰和其他干扰，代表连续的波形。

该信道执行随机或者随机映射的输入信道和输出信道。

更换的动机，连续通道模型的离散信道模型可提高模拟速度和降低了复杂性。

Descrete信道模型是一个抽象的物理通路，在其中通道是完全刻画的小型集参数。

马尔可夫模型的基本参数是，国家设置，随机矩阵T，转移概率，过渡平稳的状态向量矩阵，误差概率矩阵，平均误码率和初始状态的概率分布。

这些模型描述错误的生成过程计算概率比连续信道模型更有效率。

在这些模型中，衰落信道由有限数量的状态来表示。

每个状态对应一个特定的信号质量，代表恒定比特发生错误的概率。

图1和图2显示了基本快原理及途径分类模型。

这第一个模型是由吉尔伯特埃利奥特给出了。

吉尔伯特的信道模型的概率在良好的状态错误假定为零，而在吉尔伯特艾略特通道误差模型的概率是假定的非零。

无线建模通信通道作为两个状态时，作为无线信道情况是，当信道随时间变化和衰减依附于地点而变化时吉尔伯特埃利奥特信道模型是不足够的。

当信道中信号带宽大于信道带宽时信道可以成为频率选择性信号。

突发错误信道模型的代表是Fritchman模型。

在这个模型中有(N-1)种被视为良好的状态和一个被视为不是良好的状态。

该信道的传输是时变函数，一个简单的解决办法是要形成两个以上的信道模型状态，对宽带系统的注重使得它需要和频率选择性结合起来。

自那时以来的衰落的更复杂模型信道已经被提出。

这引导出了拥有有限状态的Markov信道模型。