无线通信中的快时变信道建模8
无线射频通信中的信道建模与传播特性
无线射频通信中的信道建模与传播特性一、引言（100字左右）无线射频通信已经成为了现代通信的重要组成部分，从手机通话到无线局域网，都离不开无线射频通信。
在无线射频通信的过程中，信道建模与传播特性的研究对于提高通信系统的可靠性和性能至关重要。
二、信道建模的概念和意义（200字左右）1. 信道建模是指对信号在传输过程中所经历的各种影响进行建模和仿真的过程。
2. 信道建模可以帮助我们了解信道对信号的衰减、多径效应、干扰等影响，从而设计出更加鲁棒和可靠的通信系统。
三、信道建模的步骤（400字左右）1. 信道特性的收集：通过实地测量和实验获取信道的相关参数，如衰减、多径效应、干扰等。
2. 数据处理与分析：对收集到的数据进行处理和分析，提取出信道模型所需要的特征参数。
3. 信道建模方法选择：根据实际需求和数据分析结果，选择合适的信道建模方法，如统计模型、几何模型、时频模型等。
4. 信道建模参数估计：利用已选择的建模方法，使用收集到的数据进行参数的估计和拟合。
5. 信道建模验证与评估：通过与实际场景进行对比和验证，评估所建模型的准确性和适用性。
6. 信道建模应用：将所建模型应用于具体的通信系统设计和性能评估中，为系统的优化和改进提供基础。
四、无线信道传播特性（400字左右）1. 多径效应：信号在传播过程中会经历多条路径，导致多径传播现象。
多径效应会产生多普勒频移、时延扩展和幅度衰减等。
2. 大尺度衰减：信号在传播过程中会因为材料和障碍物的阻挡而遭受衰减。
通常使用路径损失指数（Path Loss Exponent）来描述衰减的程度。
3. 阴影衰落：信号在传播过程中，由于信号与建筑物、自然环境等的阻挡和干扰，会造成信号的强度突变现象。
4. 多普勒展宽：移动通信中，信号源和接收器之间的相对运动会导致多普勒频移，进而引起信号的频谱扩展。
5. 天气衰落：天气现象对信号的传播也会产生影响，如雨滴、雪花等大气中的微粒会散射和吸收信号。
无线通信网络中的无线信道建模技术
无线通信网络中的无线信道建模技术无线通信网络的发展使得人们可以在不受时间和空间限制的情况下进行信息交流。
而这种无线通信的关键则是通过无线信道来传输数据。
无线信道的建模技术对于设计和优化无线通信系统至关重要。
本文将探讨无线通信网络中的无线信道建模技术的原理和应用。
一、无线信道建模技术的概念和分类无线信道建模技术是指通过数学模型来描述无线信道的传输特性，以便更好地理解和预测信道行为。
根据不同的建模方法和应用场景，无线信道建模技术可分为以下几类：1. 统计建模：统计建模方法基于实际信道测量数据进行分析和建模，通过统计学方法来描述信道的统计特性，如信号功率、幅度衰减、时延等。
常用的统计建模方法包括概率密度函数、自相关函数和功率谱密度等。
2. 几何建模：几何建模方法基于物理几何学原理来描述无线信道中的传播路径和障碍物对信号传输的影响。
几何建模可以分为确定性几何建模和随机几何建模两种类型。
确定性几何建模假设信道中存在具有确定位置和形状的障碍物，通过几何学方法来分析信号的反射、绕射和散射等现象，进而建立信号传输模型。
几何建模方法可以分为射线追踪法、物理光学法和几何光学法等。
随机几何建模假设无线信道中的障碍物是随机分布的，通过概率图谱模型、泊松点过程等方法来描述信道的随机性质。
3. 仿真建模：仿真建模方法通过计算机模拟信道传输过程来得到信道传输特性。
仿真建模可以是基于物理模型的仿真，也可以是基于统计模型的仿真。
常用的仿真建模工具有MATLAB、NS-3等。
二、无线信道建模技术的应用无线通信网络中的无线信道建模技术在许多应用场景中起着重要作用。
以下将介绍几个典型的应用案例：1. 传输性能评估：无线信道建模技术可以用于评估无线通信系统的传输性能，包括信号质量、信号功率、误码率等指标。
通过建立准确的信道模型，可以预测系统在不同环境条件下的性能表现，并进一步优化系统设计。
2. 链路预测：无线信道建模技术可以用于链路预测，即根据当前的信道状态预测未来一段时间的信道变化。
信道建模方法
信道建模方法信道建模方法是无线通信系统设计中的重要环节之一。
它用于描述无线信道的特性和行为，为系统设计者提供重要的参考依据。
本文将介绍几种常见的信道建模方法，包括经典的统计信道建模方法和基于物理模型的信道建模方法。
一、统计信道建模方法统计信道建模方法是一种基于统计学原理的建模方法，它通过对信道进行统计分析，得到信道的统计特性，从而描述信道的行为。
常见的统计信道建模方法有统计分布方法和相关函数方法。
1. 统计分布方法统计分布方法是一种常用的信道建模方法，它假设信道的功率响应服从某种概率分布。
常见的概率分布包括高斯分布、瑞利分布和莱斯分布等。
通过估计信道的统计分布参数，可以描述信道的衰落特性和多径效应。
2. 相关函数方法相关函数方法是一种基于信道的自相关函数和互相关函数进行建模的方法。
自相关函数描述信道信号在不同时刻的相关性，互相关函数描述两个不同信道信号之间的相关性。
通过对自相关函数和互相关函数进行分析，可以得到信道的时延扩展特性和多径效应。
基于物理模型的信道建模方法是一种通过建立物理模型来描述信道的方法，它基于传输介质和环境条件对信道进行建模。
常见的基于物理模型的信道建模方法有几何模型方法和射线追踪方法。
1. 几何模型方法几何模型方法是一种基于几何学原理的信道建模方法，它通过建立传输介质和通信场景的几何模型，来描述信号的传播路径和衰落特性。
常见的几何模型方法包括确定性模型和随机模型。
确定性模型通过精确建模来描述信道的传播特性，随机模型则通过随机过程来描述信道的不确定性。
2. 射线追踪方法射线追踪方法是一种基于光学原理的信道建模方法，它通过模拟信号在环境中的传播路径，来描述信道的衰落特性和多径效应。
射线追踪方法将环境划分为多个小区域，通过模拟信号在不同小区域之间的传播路径，得到信号的传播损耗和时延扩展特性。
三、信道建模方法的应用信道建模方法在无线通信系统设计中起着重要的作用。
它可以用于系统性能评估、链路预测和无线信号处理等方面。
无线信道多径时延估计及信道建模
无线信道多径时延估计及信道建模无线通信中，信号在传输过程中会受到多种影响，其中最主要的是多径效应。
多径效应是指信号在传输过程中经过多条路径到达接收端，这些路径长度不同，导致信号在接收端产生时延和干扰。
因此，对于无线通信系统的设计和优化，需要对无线信道的多径时延进行估计和建模。
一、无线信道多径时延估计无线信道多径时延估计是指通过对接收信号进行处理，估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
常用的方法有两种：一种是基于时域的方法，另一种是基于频域的方法。
1. 基于时域的方法基于时域的方法主要是通过对接收信号进行时域分析，估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
常用的方法有两种：一种是匹配滤波器法，另一种是相关法。
匹配滤波器法是指将接收信号与已知的信号进行匹配，通过比较它们之间的相似度来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法需要事先知道已知信号的特征，因此适用于已知信号的情况。
相关法是指将接收信号与自身进行相关，通过寻找相关函数的峰值来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法适用于未知信号的情况。
2. 基于频域的方法基于频域的方法主要是通过对接收信号进行频域分析，估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
常用的方法有两种：一种是多普勒频移法，另一种是最小二乘法。
多普勒频移法是指通过对接收信号进行频谱分析，寻找频谱中的多普勒频移来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法适用于高速移动的情况。
最小二乘法是指通过对接收信号进行频域分析，将信号分解成多个频率分量，通过最小化残差平方和来估计信号在传输过程中经过的多条路径的时延。
这种方法适用于低速移动的情况。
二、无线信道建模无线信道建模是指将无线信道的多径时延、衰落和干扰等特性进行建模，以便于对无线通信系统进行设计和优化。
常用的无线信道模型有两种：一种是统计模型，另一种是几何模型。
1. 统计模型统计模型是指通过对实际测量数据进行统计分析，建立无线信道的统计模型。
无线通信中的快时变信道建模
hl [ n]
M 1 m0
blmBm [n],
l 0,..., L 1
（1.3）
Bm 是 式中 blm 是第 l 个路径第 m 个基系数， 在一定时间周期 T 内不随时间 n 变化， 第 m 个基函数矢量，变量是时间 n ，通过上式，把时变量 hl [ n] 转化为一定时间周 期 T 内非时变量 blm 和另一时变量 Bm [ n] 的表达式，即在 T 内估计一次 blm 即可实 现对快时变信道参数 hl [ n] 的估算。式（1.3）代入式（1.2） ，可得到整个信息传输 的模型表示：
符号说明符号含义采样点数多径信道的路径数条信道的冲激响应基扩展模型中基函数向量个bem基系数kriging模型中相关性参数jakes模型中第l个路径的时延时间的功率jakes模型中为第l个时延分量加性高斯白噪声输入信号的估计值信道参数的估计值问题一41问题分析利用信道的部分测试数据估计信道的参数可以有效减少信道测试数据的采样频率提高信道测试的效率
参赛密码 （由组委会填写）
第 十 一 届 华 为杯 全国研 究生 数学建 模竞赛
学
校
参赛队号
队员姓名
参赛密码 （由组委会填写）
第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛
题 目
无线通信中的快时变信道建模
摘
要：
移动通信网络连接环境复杂多变，由多径效应和多普勒频移所带来的信号小 尺度衰落，导致无线通信中的信号的幅值、相位和频率都发生急剧变化，给无线 通信中的快时变信道建模带来更高的要求和挑战。 对于问题一信道估计模型，首先采用复指数基扩展模型(CE-BEM)对信道测试 数据进行拟合。通过仿真分析可知 CE-BEM 模型为取得一定估计精度所需的基函 数阶次较高，因此其在降低采样频率(减少实测数据)，提高估计精度等方面性能欠 佳。其次，为克服 CE-BEM 模型的缺点，将工程中广泛应用的 Kriging 模型引入 到信道估计中，建立了 Kriging 信道估计模型，其能显著提高局部拟合精度。在保 证模型 NMSE 达到 10e-5 量级的条件下，可以将运动速度 180Km/h 的信道测试参 数采样频率由 200KHz 降为 2KHz。最后，分析了不同估计模型的算法复杂度，并 引入分段估计的思想使算法复杂度下降一个量级，同时将信道估计周期由 0.1s 降 为 0.01s，更适于快时变信道参数估计。 问题二分析了运动速度为 90Km/h，270Km/h，450Km/h 时多普勒效应对问题 一中所建的 Kriging 信道估计模型的准确度以及所需采样频率的影响。 通过分析可 得如下结论：a) 在相同采样频率条件下，模型的 NMSE 随着运动速度的增大而增 大；b) 在同一速度下，模型的 NMSE 随着采样频率的增大而减小；c) 在保证模 型 NMSE<10e-5 的条件下，不同速度 90Km/h、180km/h、270Km/h、450Km/h 所 需最小采样频率分别为 1KHz、2KHz、3KHz、5KHZ。
通信网络中的无线信道建模与仿真技术
通信网络中的无线信道建模与仿真技术随着无线通信技术的不断发展，人们对于无线信道的建模与仿真技术也提出了更高的要求。
无线信道建模与仿真技术是指通过建立数学模型来模拟无线信道的传输特性，并通过仿真方法来验证和分析这些模型。
本文将介绍通信网络中的无线信道建模与仿真技术的相关理论与应用。
一、无线信道的特性无线信道是指无线通信中传输信号的媒介，其特性对无线通信系统的性能具有重要影响。
无线信道的主要特性包括衰落、多径效应、路径损耗、干扰和噪声等。
在进行无线信道建模和仿真时，需要准确描述这些特性，以便更好地了解无线信号的传输行为。
二、无线信道建模方法无线信道建模是通过建立适当的数学模型来描述和分析信号在无线信道中传输的过程。
常用的无线信道建模方法包括几何模型、统计模型和物理模型等。
1. 几何模型几何模型是通过对无线信道的传输路径进行几何描述来建模的方法。
其中常用的模型有几何扩散模型和射线跟踪模型。
几何扩散模型基于微观尺度上的路径传播理论，将信号的传输路径描述为扩散过程。
射线跟踪模型则通过追踪无线信号在环境中的传播路径来模拟信号的传输特性。
2. 统计模型统计模型是基于统计学原理对无线信道进行建模的方法。
其中最常用的模型是瑞利衰落模型和纯多径模型。
瑞利衰落模型适用于描述直射路径较弱或完全不存在的室内环境，而纯多径模型则适用于室外环境和复杂多径环境。
3. 物理模型物理模型是通过模拟无线信号传播的物理规律来建模的方法。
常用的物理模型有衍射模型和散射模型。
衍射模型适用于描述信号在障碍物周围的传播情况，而散射模型则适用于描述信号与物体表面发生散射的情况。
三、无线信道仿真技术无线信道建模是为了对信号的传输特性进行描述，而无线信道仿真技术则是为了通过实验和计算来验证和分析这些模型。
无线信道仿真技术可以分为离散事件仿真和连续时间仿真两类。
离散事件仿真是将无线信道的传输行为划分为离散的时间步进，通过事件触发机制来模拟和计算信道响应。
无线通信中的信道建模与预测技术
无线通信中的信道建模与预测技术随着大数据智能化技术的不断发展，传统通信领域的发展也迎来了新的阶段。
无线通信技术已经成为人们日常生活中必不可少的一部分，而信道建模和信道预测技术则是无线通信中的重要组成部分。
本篇文章将介绍信道建模与预测技术的发展现状、应用场景以及未来发展趋势。
一、信道建模与预测技术的发展现状信道建模是指对无线信号在传输过程中所受到的影响进行数学建模。
在信道建模的过程中，需要解决的问题包括建立数学模型、收集实验数据、分析数据和校准模型等。
在无线通信领域中，信道建模技术已经被广泛地应用于移动通信、卫星通信、物联网等多个领域。
无线信号在传播过程中会受到多种因素的影响，如衰落、多径效应、多普勒效应、干扰、阴影效应等。
因此，信道建模技术对无线通信的可靠性和性能有着重要的作用。
信道预测技术是指利用历史数据对未来信道情况进行预测的一项技术。
在无线通信中，由于信道条件的不断变化，导致通信质量的波动较大，因此需要进行信道预测以提高通信的可靠性和性能。
信道预测技术的应用场景包括移动通信、车联网、智能制造等领域。
二、信道建模与预测技术的应用场景1. 移动通信领域在移动通信领域中，信道建模技术已经被广泛应用于无线通信系统的设计和性能评估中。
以4G通信为例，信道建模技术可以用来评估系统中的误码率、信噪比、带宽和覆盖等指标，以及对用户体验进行分析和评估。
而在信道预测方面，则可以针对用户的移动轨迹、自然环境、建筑物等进行预测分析，以提高通信链路的稳定性和性能。
2. 车联网领域车联网是指车辆之间和车辆与基础设施之间实现智能交互的一种通信系统。
车联网的发展离不开稳定的通信连接，因此信道建模和预测技术被广泛应用于车联网通信系统的设计和优化中。
信道建模技术可以分析车辆行驶过程中的信道状况，以确定系统的可靠性和性能。
而信道预测技术则可以实现对车辆运动轨迹进行预测，以提高车联网通信的稳定性和性能。
3. 智能制造领域在智能制造领域中，信道建模和预测技术可以用于无线传感器网络的设计与优化，以提高通信链路的可靠性和性能。
无线通信系统中的信道建模方法研究
无线通信系统中的信道建模方法研究无线通信作为现代通信领域的一个重要分支，在人们的日常生活和工业领域中扮演着重要的角色。
为了实现高效可靠的通信，了解和建模无线通信中的信道是非常重要的。
信道建模是指对无线信道的特性进行描述和分析，以便更好地理解信道的行为，并基于此设计优化通信系统。
本文将介绍无线通信系统中常用的信道建模方法，并讨论它们的优缺点和应用场景。
1. 统计建模方法统计建模方法是一种基于大量实测数据对信道进行建模的方法。
它从实际通信环境中收集信道数据，并通过统计分析和拟合来得到信道模型。
常见的统计建模方法包括经验模型和确定性模型。
经验模型是一种基于实测数据的统计建模方法，它通过采集通信环境中的信号强度、信号时延和信号衰落等参数，经过处理和分析，得到与信道特性相关的统计参数，并基于此建立信道模型。
经验模型具有广泛的适用性，可以用于描述不同信道环境下的信道特性。
然而，由于实测数据的获取较为困难和耗时，经验模型在一定程度上受到采样点数量的限制。
确定性模型是一种通过数学建模和仿真的方法来描述信道特性的方法。
它基于计算机仿真和数学模型，考虑信号传输过程中的衰落、时延和干扰等因素，得到理论上的信道模型。
确定性模型可以提供更精确的信道表达，但它需要大量的计算和仿真工作，且对传播条件和场景要求较高。
2. 几何建模方法几何建模方法是一种基于物理几何理论对无线信道进行建模的方法。
它通过考虑传播路径、多径衰落和物体阻塞等因素，利用几何学原理建立起可用于仿真和分析的信道模型。
几何建模方法主要包括射线追踪模型、室内信道模型和地面移动信道模型等。
射线追踪模型是一种常用的几何建模方法，它模拟无线信号在传播过程中的反射、折射和散射等现象。
通过追踪信号的传播路径和波束的强度变化，可以得到较为准确的信道增益和衰落统计信息。
射线追踪模型适用于室外信道和室内大型场景的建模，但它对计算资源要求较高，且难以精确模拟复杂的多径传播情况。
室内信道建模是一种针对室内环境的几何建模方法，它考虑了建筑物、墙壁和家具等物体对信号传播的影响，并利用射线追踪和几何理论建立起室内信道模型。
无线移动通信中的信道建模与仿真
无线移动通信中的信道建模与仿真一、引言随着移动通信技术的不断发展，人们对信道建模和仿真的需求也越来越高。
信道建模和仿真是无线通信系统设计中必不可少的一环，是保证通信系统性能的重要因素。
这篇文章将介绍信道建模和仿真在无线移动通信中的应用，以及信道建模和仿真的一些基本概念和方法。
二、信道建模1. 信道模型的概念信道模型是指对无线通信信道进行描述和建模的数学模型。
在实际通信中，无线信号在传输过程中会受到多种因素的影响，如多径、衰落、干扰等，这些因素对无线信号的传输造成了很大的影响，因此，对无线信道进行建模是保证通信系统性能的关键。
2. 信道参数的描述信道参数通常包括信道增益、时延、多普勒频移、相位等。
其中，信道增益是指信号在传输过程中所受到的衰落程度，时延是指信号从发射端到接收端所需要的时间，多普勒频移是由于接收端和发射端之间的运动速度而引起的信号频率偏移，相位是指信号的相位差。
3. 信道建模方法信道建模方法主要包括理论分析、数值模拟和实测建模三种方法。
其中，理论分析主要是通过数学模型对无线信道的特性进行推导和描述。
数值模拟方法是通过计算机程序对无线信道进行模拟和仿真。
实测建模方法则是通过实际测量得到无线信道的特性参数。
三、信道仿真1. 仿真概念信道仿真是通过计算机程序对无线信道进行模拟和实验，以调查和预测无线通信系统的性能。
仿真是一个相对较为简单的方法，可以帮助设计人员快速验证设计方案的可行性和正确性。
2. 仿真方法信道仿真方法主要包括离散事件仿真和连续仿真两种方法。
其中，离散事件仿真是指通过模拟在时间上出现的离散事件进行仿真。
连续仿真则是通过模拟在时间上连续变化的信号进行仿真。
3. 仿真参数信道仿真参数通常包括信噪比、误码率、比特误差率等。
其中，信噪比是指信号功率和噪声功率之间的比值，误码率是指在传输过程中产生的误码比率，比特误差率是指在传输过程中每个比特产生误码的比率。
四、移动通信中的信道模型和仿真1. 多径衰落信道模型多径衰落信道是指无线信号在传输过程中由于多种因素的影响而经历多条路径从发射端到达接收端，导致信号发生衰落的过程。
无线通信系统中的信道建模与优化
无线通信系统中的信道建模与优化无线通信技术的发展已经有效地改变了人们的生活方式，使人们能够在任何地点和任何时间进行沟通。
这种技术已经在移动通信、互联网、无线电广播、卫星通信、航空电子通信、远程教育等领域得到了广泛的应用。
而在无线通信系统中，信道的建模和优化是非常重要的。
信道建模是指将无线信号在信道中的传输特性进行建模，包括测量无线信号的时间、频率和空间特性等。
信道建模的目的是为了了解信道特性，并为信号传输设计和算法的选择提供参考。
在传统有线通信环境下，信息传递是通过电缆和光纤等物理通道进行的，这样信息的传输是非常稳定和可靠的。
但是，在无线信道中，信号的传输是通过电磁波进行的，而电磁波的传播过程中，会受到很多因素的影响，如衰落、多径效应、干扰等。
这些因素会对信息传输造成很大的障碍，影响信息传输的质量和可靠性。
其中，衰落是指信号强度在传播中逐渐减小的现象，可以分为大尺度衰落和小尺度衰落。
大尺度衰落是由于天线之间距离相对较大造成的，影响不同区域间的信道传输，同时也与信号的频率和地形等因素有关。
而小尺度衰落是由于反射、折射、干扰等原因造成的，包括多径效应和移动衰落。
其中，多径效应是由于信号在传输过程中被反射、绕射和折射等现象产生的，从而导致信号在接收端出现波形畸变和符号间干扰。
移动衰落则是由于移动物体的速度和方向等因素引起的衰落。
针对无线信道中的这些问题，需要对信道进行建模，并采取一些优化措施以提高信号传输的质量和可靠性。
例如，可以采用自适应调制、空分复用等技术来优化信道，提高信号传输速度和质量。
自适应调制是指根据信道状况自动选择最佳的调制方式，将信号传输质量最大化。
具体来说，就是通过不断地监测信道状态，根据当前信道的损耗特性和噪声背景等因素选择最佳的调制方式。
例如，在高信噪比条件下可以采用高阶QAM调制方式，而在低信噪比条件下可以采用低阶QAM调制方式，从而提高信号的传输速度和可靠性。
空分复用则是指利用空间分离技术将多个用户的信号在同一频段中传输，从而提高信道利用率和系统的容量。
无线网络信道建模及其参数估计
无线网络信道建模及其参数估计在现代无线通信领域，无线信道是一个十分关键的概念。
而建立和掌握无线信道模型是实现无线通信系统最基础和必要的一步。
具体来说，无线信道模型是对无线信号在传播过程中受到的各类干扰和衰减的描述，而无线信号的发射和接收都需要借助于信道模型。
因此对无线信道的建模及其参数估计具有非常重要的现实意义。
1. 无线信道建模一般地，对于无线信道，我们可以将其概括为两部分：一是多径信道，在信道中，一个信号可能存在多条不同的路径，在接收端信号总能量的分布形成“多径分布”；另一是干扰信号，信号在传到接收设备时，在传输过程中会受到多种干扰，如衍射、反射、多径、噪声等等，因此会出现信号混杂的情况。
针对上述情况，我们可以建立多种信道模型。
当然，根据实际情况的不同，会有多种不同的模型应用。
下面简单介绍几个代表模型。
1.1. AWGN信道模型AWGN即Additive White Gaussian Noise，也就是加性白高斯噪声信道。
该模型的基本假设就是：所传输的信号在各种环境干扰下，能以高斯分布表示的随机过程。
因此该模型是在平稳信道模型上加入了噪声信号的一个模型。
在无线通信信道中，由于大量的干扰和噪声都能够被用此模型来描述，也是在很多研究工作中用作基础模型。
1.2. Rayleigh信道模型Rayleigh信道模型是对于具有经典多径干扰情形的情况下进行建模的一种信道模型。
可以说Rayleigh信道模型是对多径效应的最基础描述。
其中，Rayleigh fading是单边指数衰落，而这种衰落也可以用及其干扰的形式得到体现。
Rayleigh信道模型是以高斯分布为基础进行推导的，这种模型可以被广泛应用于各种无线通信通道。
1.3. Rician信道模型另一个比较流行的信道模型是Rician信道模型。
这种信道模型假设在接收到主要路径之后，还会收到一个定向性指向同一个基准发射装置波束的反射波。
另一方面，Rician信道模型也可以描述在局部的直视链和多条反射路径的交汇处，导致接收信号中会有丰富的多径干扰的物理环境。
无线通信中的信道建模与信道估计研究
无线通信中的信道建模与信道估计研究一、引言近年来，随着移动通信技术的迅猛发展，无线通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
在无线通信系统中，信道建模和信道估计是两个重要的研究领域。
信道建模是指对无线信道进行数学建模的过程，通过建立准确的信道模型，可以更好地了解信号在无线环境中的传输机理。
而信道估计则是通过观测和分析接收信号，从中推测出信道的状态或参数，以便进行信号处理和性能优化。
二、信道建模2.1 多径传播信道模型多径传播是指信号在传播过程中经历多个路径，由于不同路径之间的传播距离不同，信号会发生时延、多径干扰等现象。
为了建立准确的多径传播信道模型，研究者使用了多径衰落模型、瑞利衰落模型和莱斯衰落模型等。
这些模型可以模拟不同环境下的信道特性，为无线通信系统的设计和性能评估提供了基础。
2.2 天线阵列信道模型天线阵列信道模型是在多输入多输出（MIMO）技术中广泛应用的一种信道模型。
通过在发射和接收端分别使用多个天线，可以利用空间分集和空间复用技术提高通信系统的容量和性能。
在建立天线阵列信道模型时，需要考虑天线之间的耦合、阻塞和角度扩展等因素，以及天线阵列的位置和布局等参数。
三、信道估计3.1 参数估计方法在无线通信系统中，信道参数估计是一个关键的问题。
通过准确地估计信道参数，可以实现优化的信号处理和自适应调制等技术，提高通信系统的性能。
常用的信道参数估计方法包括最小二乘法、最大似然估计、卡尔曼滤波和粒子滤波等。
3.2 盲估计方法盲估计是在不需要已知训练序列的前提下，从接收信号中估计信道参数的一种方法。
在无线通信系统中，盲估计可以提高系统的灵活性和抗干扰能力。
常见的盲估计方法包括基于统计特性的方法、高阶统计量分析和神经网络等。
四、应用与挑战信道建模和信道估计在无线通信系统中具有重要应用。
在无线通信系统设计和性能评估中，准确的信道建模可以提供仿真和测试的基础。
而通过信道估计，我们可以实现自适应调制、均衡和功率控制等技术，进一步提高通信系统的性能。
无线通信中信道建模与预测
无线通信中信道建模与预测一、引言随着科技的不断发展，无线通信技术也在日新月异地进步着。
无线通信是指利用无线电波进行通信的技术。
无线通信的需求是日益增长的，而这也带来了一个新的问题，即信道建模和预测。
信道建模和预测是无线通信中的一个重要环节，其质量直接影响到无线通信系统的性能。
二、信道建模1. 信道的定义在无线通信中，信道是指无线电波在传输过程中所经历的各种环境的总和。
这些环境包括障碍物、天气等。
2. 信道建模的概念信道建模是指对无线电波在传输中经过的各种环境进行建模的过程。
通过信道建模，可以用数学模型来描述信号的传输过程，并根据这些数学模型来评估无线通信系统的性能。
3. 信道建模的分类根据信道所处的环境不同，可以将信道建模分为室内信道建模和室外信道建模两种。
室内信道建模主要应用于办公室、商场等封闭的环境中，因此信号传播主要受到墙、天花板、地板等建筑物的影响。
室外信道建模主要应用于城市、农村等开放的环境中。
由于开放的环境缺乏阻碍物，因此信号传播主要受到大气、地形等的影响。
4. 信道建模的方法在信道建模中，常用的方法有经验模型法、理论模型法和仿真法。
经验模型法是通过对实验数据的统计分析来建立数学模型，例如柯西分布、瑞利分布等。
理论模型法是基于通信信号的特性、传播介质的特性和传播路径的特性等，利用数学公式建立信道模型，例如莱斯分布、正弦波分布等。
仿真法是根据所建立的数学模型进行计算机仿真，通过计算机模拟来获取信道特性的认知。
三、信道预测1. 信道预测的定义信道预测是指对未来的信号传输环境进行预测的过程。
由于信道环境的变化会影响无线信号的传输，因此对未来信道环境的预测很重要。
2. 信道预测的方法在信道预测中，常用的方法有统计方法、神经网络方法和卡尔曼滤波方法。
统计方法是通过对历史数据的统计分析来进行预测，例如递归最小二乘法等。
神经网络方法是利用人工神经网络对历史数据进行训练，以实现信道预测。
卡尔曼滤波方法是对信道状态进行估计和预测的方法，可以较好地预测信道的未来状态。
无线通信网络场景中的信道建模和仿真
无线通信网络场景中的信道建模和仿真随着信息时代的到来，无线通信网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机到无人驾驶汽车，几乎所有的智能设备都依赖于无线通信网络。
然而，无线通信网络经常会受到环境中各种干扰和传输信号的损失，这不仅会影响到网络的性能，也会影响到人们的生活。
因此，在无线通信网络中，信道建模和仿真是极其重要的。
一、无线通信网络场景中的信道建模信道建模是指用数学模型对无线通信信道进行描述。
其目的是为了更好地理解和描述在无线通信网络中的信号传输机制。
信道建模通常包括：路径损耗和多径衰落模型、阴影衰落模型、小尺度回波模型和大尺度回波模型等。
1.路径损耗和多径衰落模型路径损耗模型是指阳台区域中的信号强度随着距离增加而衰减的模型。
这是因为唯一的直射路径在传输过程中遇到了各种障碍和干扰。
然而，在这个区域内存在其他径路，这些径路会引起多径衰落。
所以我们需要同时考虑这两种现象。
路径损耗模型通常使用功率关系来描述信道中不同距离的信号强度。
而多径衰落模型则是一些更复杂的模型，用来描述信道中的多路径现象。
2.阴影衰落模型阴影衰落模型是指由于环境影响而导致的信号损失模型。
在某些情况下，例如高楼大厦和山区，都可能会对无线信号产生影响。
这种情况下，信号的传输路径与接收机之间不仅会存在多径损耗，还会有一些其他的影响。
这可能导致在接收机处接收到的信号强度出现更大的波动。
此时，我们需要具备一定的阴影衰落模型。
3.小尺度回波模型小尺度信道模型用于描述在无线通信网络中短距离的信号传输过程。
例如，当移动电话用户在城市中行走时，无线信号可能穿过各式各样的物体并被反射、散射。
小尺度回波模型可以更好地解释这些现象。
4.大尺度回波模型大尺度信道模型用于描述移动和换手等长距离通信情况下的信号传输过程。
这种信号传输受到经度、纬度、海拔、地理和大气条件等因素的影响。
例如在城市中行驶的汽车或高速移动的火车等，都需要使用大尺度回波模型进行信道建模。
无线通信网络中的信道建模与分析方法研究
无线通信网络中的信道建模与分析方法研究随着无线通信技术的不断发展，无线通信网络已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
在无线通信网络中，信道建模与分析是至关重要的一环，它们在无线通信系统的设计、性能评估和优化等方面起着重要作用。
本文将介绍无线通信网络中的信道建模与分析方法，并讨论其重要性以及应用领域。
首先，我们来了解一下信道建模的意义。
信道建模是指将实际的无线信道抽象为数学模型，以便于我们对其进行分析和仿真。
通过信道建模，我们可以更加准确地评估无线通信系统的性能，优化系统设计，提高通信质量。
具体来说，信道建模可以帮助我们理解无线信道的特点，包括衰落模型、多径效应、噪声等，并从中提取有助于系统分析的参数。
在信道建模中，常用的方法包括统计建模和几何建模。
统计建模是通过统计学方法对信道进行建模，例如使用统计分布函数来描述信号的衰落情况。
几何建模则是通过几何学原理来描述无线信号在传播过程中的路径和反射、折射等现象。
这两种方法各有优劣，可以根据具体场景和需求选择合适的方法。
在无线通信网络中，信道建模可以应用于很多方面。
首先，信道建模可以用于系统性能评估。
通过建立准确的信道模型，我们可以预测系统在不同信道条件下的性能，包括传输速率、误码率等指标。
这对于无线通信系统的设计和优化至关重要，可以帮助工程师们选择合适的调制方式、编码方案以及其他关键参数。
其次，信道建模可以用于无线信道容量分析。
信道容量是指在给定信道条件下，可以传输的最大信息量。
通过准确的信道建模，我们可以计算无线信道的容量，并评估系统的容量限制。
这对于优化网络容量、提高频谱利用率非常重要。
此外，信道建模还可以应用于无线信号的传播研究。
无线信号在传播过程中会遭受多径效应、衰落等干扰，而准确的信道建模可以帮助我们更好地理解和研究信号传播的规律。
例如，在室内环境中，信号的传播路径经常会有很多次反射和折射，准确的信道建模可以帮助我们预测信号的传播路径和衰落特性。
无线通信中的无线信道建模技术原理
无线通信中的无线信道建模技术原理无线通信已经成为我们现代社会中不可或缺的一部分。
而无线通信的核心技术之一，就是无线信道建模技术。
无线信道建模技术通过对无线信道的建模和仿真，可以有效地分析和评估无线通信系统的性能。
本文将介绍无线信道建模技术的原理及其在无线通信中的应用。
一、无线信道建模的概念无线信道建模是一种通过数学模型和仿真技术来描述和分析无线信道特性的方法。
它可以模拟各种不同环境下的无线信道传播特性，包括传输媒介、路径损耗、多径效应、多普勒效应、干扰和噪声等。
二、无线信道建模的原理无线信道建模的原理基于对信号传播环境和无线信道特性的深入研究和理解。
在无线通信中，传播环境的复杂性导致了信号在传输过程中会受到多种干扰和衰落，因此需要建立合理的数学模型来描述这些特性。
1. 传播模型传播模型是无线信道建模的基础，它可以分为几何传播模型和统计传播模型两种类型。
几何传播模型基于几何光学理论，通过对信号的传播路径进行几何分析，计算出信号到达接收端时的衰落和多普勒效应等参数。
常用的几何传播模型包括自由空间模型、衰落空间模型和室内传输模型等。
统计传播模型则基于实测数据和统计分析，通过建立概率分布函数来模拟信号在不同环境下的传播特性。
常用的统计传播模型包括射线模型、莱斯衰落模型和瑞利衰落模型等。
2. 多径效应多径效应是指信号在传播过程中经过不同路径到达接收端，导致信号有多个成分，且这些成分会相互干扰和叠加。
多径效应的建模通常通过路径衰落模型和多径衰减模型来描述。
路径衰落模型主要用于描述信号在不同路径上的信号强度和相位变化情况。
常用的路径衰落模型有确定性模型和随机模型。
确定性模型基于几何传播理论，通过计算信号的传输路径长度和传输媒介的衰减系数来描述路径衰落。
随机模型则基于统计分析，通过建立概率分布函数来描述路径衰落的随机性。
多径衰减模型则用于描述不同路径上信号强度的衰减情况。
常用的多径衰减模型有对数正态衰减模型和指数衰减模型等。
无线通信中的信道建模与仿真
无线通信中的信道建模与仿真第一章前言近年来，随着无线通信技术的不断发展和应用，无线通信领域的信道建模和仿真也成为了热门研究方向之一。
信道建模和仿真是无线通信系统中非常重要的一环，它可以帮助我们更好地理解和优化无线通信系统中的信道特性，从而提高系统的性能。
本文旨在介绍无线通信中的信道建模和仿真的基本原理和方法，并结合实际应用案例进行分析和讨论。
第二章信道建模2.1 信道建模的基本原理信道建模是指对无线信道进行数学建模和仿真。
无线信道是指无线通信中传输信号的介质，一般包括空气、水、地面等。
信道建模的目的是描述信道的特性，以便进行信号传输和接收的优化，同时也是无线通信系统设计和性能评估的重要依据。
信道建模一般可以采用两种方法：经验建模和物理建模。
经验建模是基于实际信道测量数据建立的数学模型，可以用于预测不同条件下的信道特性。
物理建模则是根据信道传输模型以及物理影响因素建立的数学模型，能够更准确地描述无线信道的特性。
2.2 信道建模的方法和技术2.2.1 统计建模统计建模是一种常用的信道建模方法。
其基本思想是将信道建模看作是一个随机过程，通过对信道参数进行统计分析并建立相应的数学模型，以描述信道的统计特性。
常用的统计建模方法包括瑞利衰落模型、莱斯衰落模型、日志正态衰落模型等。
2.2.2 几何建模几何建模是一种根据无线信道中各种干扰因素的几何关系建立的信道模型。
该方法能够更准确地描述信道的传播特性，对于城市信道和室内信道等比较复杂的信道情况有很好的适用性。
2.2.3 模拟建模模拟建模是通过对信号传输模拟进行数学建模，以获取信道传输特性的方法。
该方法适用于模拟实验和仿真研究中，可以实现快速和准确的仿真结果。
第三章信道仿真3.1 信道仿真的基本原理信道仿真是指将建立的信道模型进行数学仿真，以模拟无线信道的传输特性。
信道仿真能够帮助设计和评估无线通信系统的性能，为系统优化提供实验基础和依据。
3.2 信道仿真的方法和技术3.2.1 数值仿真数值仿真是一种通过数字计算来获得信道传输特性的方法。
无线通信网络中的信道建模及分析研究
无线通信网络中的信道建模及分析研究在无线通信网络中，信道建模及分析是一个重要的研究领域。
信道建模是指对无线信道传输过程进行描述和建模，以便分析和优化通信系统的性能。
本文将详细介绍无线通信网络中的信道建模及分析研究。
一、信道建模的意义与目的无线通信系统中的信道是指无线信号在传播过程中所经过的传输介质，包括空气、土壤、建筑物等。
而信道建模的目的是用数学模型来描述信号在这些传输介质中的传播特性，为通信系统的设计和性能分析提供准确的参考。
信道建模在无线通信系统中具有重要的意义。
首先，它可以帮助我们理解信号在无线传输过程中所遇到的各种影响因素，如多径效应、衰落效应等，从而更好地设计和优化通信系统。
其次，准确的信道建模可以为无线通信的性能评估提供依据，包括误码率、传输速率等指标。
最后，信道建模是无线通信系统仿真和测试的基础，通过构建合理的信道模型，我们可以在实验室中模拟真实的通信环境，进一步验证系统的设计与性能。
二、信道建模的方法与技术在无线通信网络中，信道建模的方法与技术有很多种。
下面将介绍三种常见的信道建模方法。
1. 统计建模法统计建模法主要是通过对信号在无线传输过程中的统计特性进行描述，以建立信道模型。
常见的统计建模方法有高斯过程模型、随机过程模型等。
这些模型通过对信号在时域、频域等各个方面的统计特性进行分析与建模，能够比较准确地反映出无线信道的传播特性。
2. 几何建模法几何建模法是通过对信号在无线传输过程中的传播路径进行建模。
常见的几何建模方法有射线追踪模型、几何概率模型等。
这些模型通过模拟信号在传输过程中与障碍物之间的反射、衍射和散射等现象，来描述无线信道的传播特性。
3. 物理建模法物理建模法是通过对无线信道中的传输媒介进行物理特性建模，包括介质损耗、多径传播、衰落等。
常见的物理建模方法有雷电模型、耦合波模型等。
这些模型通过对信号在无线传输过程中的物理特性进行建模，能够更真实地反映出无线信道的传播特性。
《2024年无线通信系统的信道建模与仿真研究》范文
《无线通信系统的信道建模与仿真研究》篇一一、引言随着科技的进步，无线通信系统已经成为现代社会信息交流的基石。
在无线通信系统中，信道建模与仿真研究起着至关重要的作用。
它不仅有助于提升无线通信系统的性能，而且对于无线网络的优化和设计具有重大意义。
本文旨在深入探讨无线通信系统的信道建模与仿真研究，分析其原理、方法及实践应用。
二、无线通信系统信道建模1. 信道特性无线通信系统的信道特性主要包括多径传播、衰落、干扰等。
多径传播是由于电磁波在传播过程中遇到各种障碍物而发生反射、折射和散射等现象，导致信号在接收端产生多径效应。
衰落则是由信号在传输过程中受到各种因素的影响而产生的信号强度变化。
干扰则是指由于其他无线通信系统或电磁干扰源对当前通信系统产生的干扰。
2. 信道建模方法针对上述信道特性，无线通信系统的信道建模方法主要包括统计性建模和确定性建模。
统计性建模主要是通过收集实际信道的数据，分析其统计特性，建立信道的统计模型。
确定性建模则是基于电磁场理论，通过计算电磁波在传播过程中的传播特性和多径效应，建立信道的物理模型。
三、无线通信系统仿真研究仿真研究是无线通信系统信道建模的重要手段。
通过仿真，可以模拟实际信道环境，验证信道模型的准确性，并评估无线通信系统的性能。
常用的仿真方法包括基于统计的仿真和基于物理层的仿真。
1. 基于统计的仿真基于统计的仿真主要是通过使用统计模型来模拟信道环境。
这种方法可以快速地评估无线通信系统的性能，并分析各种因素对系统性能的影响。
然而，由于统计模型只能反映信道的统计特性，无法反映信道的物理特性，因此其准确性受到一定限制。
2. 基于物理层的仿真基于物理层的仿真则是通过建立无线通信系统的物理层模型来模拟实际信道环境。
这种方法可以更准确地反映信道的物理特性，如多径传播、衰落和干扰等。
然而，由于需要考虑电磁场理论和信号处理等方面的知识，其仿真过程相对复杂。
四、实践应用无线通信系统的信道建模与仿真研究在实践应用中具有广泛的应用场景。
无线传输中的信道建模与分析
无线传输中的信道建模与分析在当今数字化的时代，无线通信技术已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
从手机通话、无线网络到卫星通信，无线传输无处不在。
然而，要实现高效、可靠的无线传输，深入理解和准确建模无线信道是至关重要的。
无线信道是指信号从发射端到接收端所经过的路径和环境。
它具有极其复杂的特性，受到多种因素的影响，如传播路径损耗、多径传播、阴影衰落、多普勒频移等。
这些因素使得无线信道变得不稳定和难以预测，给无线通信带来了巨大的挑战。
首先，让我们来谈谈传播路径损耗。
这是由于信号在传播过程中随着距离的增加而逐渐减弱。
其基本原理可以用自由空间传播模型来描述，即信号强度与距离的平方成反比。
但在实际环境中，由于存在建筑物、地形等障碍物，传播路径损耗会更加复杂。
例如，在城市环境中，高楼大厦会阻挡信号，导致信号强度大幅下降；而在山区，地形的起伏也会对信号传播产生显著影响。
多径传播是无线信道的另一个重要特性。
当信号从发射端发出后，可能会通过多条不同的路径到达接收端。
这些路径的长度和传播条件各不相同，导致信号在接收端相互叠加，产生多径效应。
多径传播会引起信号的时延扩展和频率选择性衰落。
时延扩展会导致符号间干扰，降低通信系统的性能；而频率选择性衰落则会使不同频率的信号受到不同程度的衰减，影响信号的传输质量。
阴影衰落是由于障碍物阻挡了信号的传播，导致接收信号强度在较大范围内随机变化。
这种衰落通常是缓慢变化的，并且与地理位置密切相关。
例如，当我们在建筑物内移动时，信号强度可能会因为墙壁的阻挡而出现较大的波动。
多普勒频移则是由于发射端和接收端之间的相对运动而产生的。
当移动速度较快时，多普勒频移会导致接收信号的频率发生变化，从而影响通信质量。
在高速移动的通信场景，如高铁上的通信，多普勒频移是一个需要重点考虑的问题。
为了准确描述无线信道的特性，科学家们提出了各种各样的信道模型。
这些模型可以分为确定性模型和随机性模型两大类。
确定性模型基于对传播环境的精确测量和物理分析，能够准确地预测特定场景下的信道特性。
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3、建立了适用于快变信道的帧格式优化模型，优化系统导频数，进一步提 高系统的传输效率。复杂度分析表明，在相同条件下，离散卡-洛基信道估计算 法复杂度最高。仿真结果表明，当阶数较低或导频数较大且已知信道的时域相 关特性时，选择离散卡-洛基扩展逼近模型性能更优；综合考虑估计精度、算法 复杂度和性能稳健性，多项式扩展逼近模型更优。同时，根据新的离散化时变 信道模型，建立了基于 Jakes 模型的快变信道仿真器，仿真表明，本文所建模 型对该仿真器产生的仿真数据具有很好的适用性。 4、搭建了一个实用的通信系统仿真平台，通过仿真系统的 BER 性能来进 一步验证本文所建模型的有效性，仿真结果表明，基函数扩展阶数为 3，导频 数为 10 的情况下，离散卡-洛基扩展逼近模型信道估计算法的 BER 性能最优， 多项式基次之，复指数基最差。
参赛密码 （由组委会填写）
第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛
学
校
解放军理工大学
参赛队号 1. 队员姓名 2. 3.
90006014 胡健伟 曲君跃 胡雅洁
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参赛密码 （由组委会填写）
第十一届华为杯全国研究生数学建模竞赛
题 目 基于基扩展的快时变多径信道建模与估计
摘
要：
本文主要解决快时变多径信道建模与估计问题，主要完成工作如下： 1、建立了离散化时变信道的简化模型，能够同时反映出高速移动通信环境 中的快时变与多径传播两种特性，模型如下：
N0
h(t , ) ai e ji t ( i )
i 0
（1）
式中， N 0 为到达接收端的多径数量，ai 和 i 分别为第 i 个多径谐波分量的幅度和 时延， i (t ) 为其在时间 t 的相移。 显然，多径效应在时域上会引起接收信号的时延扩展，使其波形展宽，反映 在频谱上会导致接收信号在频域上产生频率选择性衰落，相关（干）带宽是描述 该衰落特性的一个重要参数， 当信号带宽大于相关带宽时就会发生频率选择性衰 落。 2.1.2 多普勒效应与多普勒扩展 当移动台在运动中通信时，由于多普勒效应，接收信号的频率会发生变化， 由此引起的附加频移称为多普勒频移。第 i 个多径分量的多普勒频移 f d _ i (t ) 可用
2、建立了快变信道的基扩展逼近模型，同时对基函数扩展阶数和系数进行 优化，以进一步降低模型算法的复杂度；对三种典型的基函数（复指数基、离 散卡-洛基和多项式基）进行了性能分析，推导了多项式基函数扩展阶数下限的 显式表达式，可以证明在相关时间范围内，该下限为 2。仿真表明，2 阶多项式 基函数逼近模型，在相关时间范围内，其归一化均方误差性能低于 10-4 且随移 动速度变化不大，具有很好的稳健性。
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目
录
1 引言....................................................................................... 2 2 快时变多径信道特性分析与建模 ........................................... 2 2.1 衰落特性分析 ................................................................ 3 2.2 离散化时变信道的简化模型 ........................................... 5 3 快变信道的基扩展逼近模型 .................................................. 6 3.1 复指数基（CE_BEM） .................................................. 8 3.2 离散卡-洛基（DKL-BEM） ............................................ 8 3.3 多项式基（P-BEM） ..................................................... 9 4 基于基扩展模型的快变信道估计 ......................................... 12 4.1 快变信道帧格式优化设计............................................ 12 4.2 基于 Jakes 模型的快变多径信道仿真器 ...................... 15 5 系统性能分析...................................................................... 18 5.1 系统模型和线性 MMSE 均衡 ...................................... 18 5.2 性能分析 .................................................................... 20 6 结论与展望 ......................................................................... 21 参考文献 ................................................................................ 22 附录 ....................................................................................... 22 附录 1 关于级数收敛特性的证明....................................... 22
(4)
其中， Pr 为所有到达电波的平均功率， wm 2 f m 。由（4）可知，接收信号的 功率谱 S ( f ) 的形状是 U 形的，称为 U 形谱。如图 2 所示为数据文件 1 中数据的 功率谱密度函数曲线，可以直观的看出该信道的功率谱是 U 形谱。
10
4
多普勒功率谱
10
3
功率/dB
10
2 快时变多径信道特性分析与建模
移动通信信道是色散信道， 即传输信号波形通过移动通信信道后，信号在时 域和频域上都产生色散， 本来分开的波形在时间上或频域上会产生交叠，从而引 起信号衰落。 本文考虑移动通信信道在时频两域的色散情况，并在此情况下建立
2
时变信道的数字离散化模型。 2.1 衰落特性分析 2.1.1 多径效应与时延扩展 在无线通信系统中，由于传播环境的复杂性，发射信号经历一系列的反射、 散射、衍射等物理过程，最后通过多个路径到达接收设备，这样就导致了信号的 多径传播。其传播特征如下图所示。
J 02 2 f m t
(5)
其中， 为信号包络相关度，t 为时间间隔， J 0 x 为第一类零阶贝塞尔函数。 由此可得信号包络相关度为 0.5 时的相关时间为：
Tc _ 0.5 9 16 f m
(6)
根据相关时间的表达式（6）可知，虽然信道是时刻变化的，但是其在相关 时间范围内，仍具有较强的相关性（相关度为 0.5） ，因此可以利用有限个基函 数的线性组合来描述一定时间（如相关时间范围）内的时变信道。下表给出了 移动速度分别为 90Km/h 、180Km/h、270Km/h 和 450Km/h 时，信道采样频率 为 200KHz，信号包络相关度为 0.5 时，相关时间范围内的样点值数目： 表1.
3
下式表示：
f d _ i (t )
v
cos i (t )
vf c cos i (t ) f c 为光速， f c 为载波频率， v 为移动台移动速度， i (t ) 为运动方向与接收机 电磁波的入射方向的夹角， f m 为最大多普勒频移。 根据电磁波传播原理，式（1）中 i (t ) 显然与第 i 个多径分量的多径时延 i 和 多普勒频移 f d _ i 有关，即：
1
1 引言
无线电信号通过移动通信信道时会经受不同类型的衰减损耗， 大致可以分为 三类[1]： (1) 传播损耗：又称路径损耗，它指电波传播所引起的平均接收功率衰减。 (2) 阴影衰落：由于传播环境中的地形起伏、建筑物及其他障碍物对电波遮 蔽所引起的衰落。 (3) 多径衰落：由于移动通信环境的多径传播而引起的衰落，该衰落会使接 收信号场强呈现快速变化的特征。有些文献也称该衰落为小尺度衰落。 从工程设计角度看， 传播损耗和阴影衰落合并在一起反映了无线信道在大尺 度上对传输信号的影响， 它们对分析信道的可用性、选择载波频率以及越区切换 等有重要意义， 且对移动无线网络规划也很重要。而小尺度衰落则与传输技术的 选择和数字接收机的设计紧密相关，因此，多径衰落信道的建模和仿真是研究移 动通信的重要研究方向。 传统的多径衰落信道建模主要考虑多径传播引起的时延扩展， 造成其接收信 号在时域上波形展宽， 在频域上产生频率选择性衰落，因此通常将多径信道建模 成时变或缓慢时变的 FIR 滤波器，即频率选择性信道或准静止（块衰落）频率选 择性信道模型，这在低速移动通信场景中是适用的[2]。但是，随着技术的发展和 需求的提高，移动通信对传输信号的带宽、速率和载体的移动性有了更高要求， 传统的多径衰落信道模型已经不能满足对新技术的有效设计和评估需要。例如， 在高速铁路、 高速飞行器等通信应用场景中，多径传播与移动台的高速运动除了 造成多径时延扩展， 还会造成较大的多普勒扩展，无线信道同时具有快时变和多 径传播特性。 信道模型只有能够同时反映出快时变和多径这两种特性，才能更好 地对高速通信环境中的无线信道进行估计，并进一步地为通信系统其它模块（例 如均衡器）的设计提供更精准的信道数据。 基于上述情况， 本文分析高速、超高速移动通信环境中的快时变与多径传播 特性， 建立基于基拓展的快时变多径信道模型，为快时变信道估计及均衡提供精 准的数据支撑， 并搭建通信系统仿真平台以验证本文所建快时变多径信道模型的 有效性。