无线信道测量及仿真实现
无线通信系统的MIMO信道测量与建模
机制 ， 达到对系统进行优化和设计的 目的 ， 有必要根据
我 国实际情况进行实际信道测试和建模。 本文主要根据近年各相关研究机构的 Ｍ Ｍ Ｉ Ｏ信道
测试和建模进行综合分析 ， 出适合我国具体情况的 提
ＭＭ Ｉ Ｏ信道测试与建模研究方案 。
收稿 日期 ： ０ ５０ － 修回 日期 ： ０ ６０ －５ ２ ０ －９１ ５； ２０ － ２ 。 ４
ＭＩ ＭＯ信道 测 量和 建模进 行 了研 究 ， 并进 行 了归纳和 分类 ， 同时分析 了 Ｍ ＭＯ信道 测 量和 建模 的方 法 ， Ｉ 指 出了 目前信 道 测量 和建模 中存 在 的 问题 ， 并给 出了一些针 对 ＭＩ ＭＯ信 道 测量 系统设计 的 建议 。
关 键词 ： 线通信 系统 ； ＭＯ； 无 ＭＩ 信道 测量 ； 信道 模 型
Ｔ Ｍ 时分复用 ） Ｄ （ 的开关切 换天线 阵方式 、 基于 Ｆ Ｍ Ｄ （ 频分复用） 的天线阵方式以及基于向量信道测试器 （ｅｔ ａｎｌ ｏｎｅ） ｖｃ ｒ ｈｎ ｅ ｓ ｄｒ方式 ４ 。对于第 １ ｏｃ ｕ 种 种和第 ２ 种测试方式 ， 要求环境稳定 ， 这是很难达到的， 所以这 些方式一般在午夜测试 ， 但还是不具备实时性。当然 ，
１１ ＭＩ ． ＭＯ信道测试分类
首先对国际上现有 的 Ｍ Ｍ Ｉ Ｏ信道测量 系统进行概 括和分类 ， 然后分析信道参数的测量和数据处理方法，
下面 分别详 细介 绍 。 按照 ＭＩ ＭＯ测 量 设 备 的测 量 机 理 可 以分 为 ＳＳ ＩＯ
据传输速率。无线通信系统的性能主要受到移动无线 信道的制约。传统发射机和接收机只具有一个天线 ，
中图分 类号 ：Ｎ ２ ． Ｔ ９９ ５
０ 引
言
信道实验报告
一、实验目的1. 了解信道的基本概念和分类；2. 掌握信道特性参数的测量方法；3. 分析信道的频率响应和时延特性；4. 熟悉信道仿真软件的使用。
二、实验原理信道是指信号传输过程中所经过的媒介，如电缆、光纤、无线电波等。
信道特性参数主要包括信噪比（SNR）、频率响应、时延等。
信噪比是衡量信号质量的重要指标，频率响应反映了信道对不同频率信号的传输能力，时延是指信号在信道中传播的时间。
三、实验内容1. 信噪比测量（1）实验原理：信噪比（SNR）是指信号功率与噪声功率之比，通常用分贝（dB）表示。
信噪比越大，信号质量越好。
（2）实验步骤：① 将信号发生器产生的信号接入信道；② 使用频谱分析仪测量信号功率和噪声功率；③ 计算信噪比。
2. 频率响应测量（1）实验原理：频率响应是指信道对不同频率信号的传输能力。
频率响应的测量通常使用扫频信号。
（2）实验步骤：① 将扫频信号发生器产生的信号接入信道；② 使用频谱分析仪测量信道输出信号的频率响应；③ 分析频率响应特性。
3. 时延测量（1）实验原理：时延是指信号在信道中传播的时间。
时延的测量通常使用脉冲信号。
（2）实验步骤：① 将脉冲信号发生器产生的信号接入信道；② 使用示波器测量信号在信道中的传播时间；③ 计算时延。
4. 信道仿真（1）实验原理：信道仿真是指利用计算机软件模拟信道特性，分析信道的传输性能。
（2）实验步骤：① 选择信道仿真软件，如MATLAB、CST等；② 根据实验需求，建立信道模型；③ 设置仿真参数，如信号频率、带宽等；④ 运行仿真，分析信道的传输性能。
四、实验结果与分析1. 信噪比测量结果：实验测得信噪比为20dB，表明信号质量较好。
2. 频率响应测量结果：实验测得信道频率响应在1MHz至100MHz范围内，传输能力较好。
3. 时延测量结果：实验测得信道时延为0.5ms，表明信号传播速度较快。
4. 信道仿真结果：仿真结果表明，在相同条件下，信道的传输性能与实验结果基本一致。
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。
无线信道仿真仪的意义及价值
无线信道仿真仪无线信道仿真仪是一种信道仿真设备，用于仿真信号在空间传播过程中发生的功率衰落、多径叠加、信号延时、多普勒、多普勒变化率、干扰等现象带来的信号变化。
无线信道仿真仪广泛应用于无线设备性能比测、无线产品研发及问题定位、无线产品性能测试、外场半实物仿真、相控阵天线仿真、天线方向图测试、信道模型研究等不同领域。
无线信道的复杂性和不确定性导致了移动无线通信的不确定性，也大大增加了移动无线通信验证实验的复杂程度，而各种无线通信网络的组网性能测试涉及到多个无线通信网络节点设备及每个通信节点的不同通道，每个无线通信设备之间的路由和无线信道环境又各不相同，因此，以上因素大大增加了多级多通道无线通信网络组网测试的难度。
并且由于特定通信网络的使用背景各不相同，通信体制的针对性及适应性也各有特色，如何在实物及半实物层面对于通信体制进行可重复的针对性的验证成为一个关键的环节，也是从基于纯数学的软件仿真到实际通信质量的验证不可或缺的一个步骤。
总的来说，对于无线通信体制、信号系统的测试和仿真，最大的难点和不确定点是在于评估无线通信体制及设备在实际环境中的使用效果，尽管整个行业在从通信协议的仿真到基带的算法、模块的硬件设计直至天线系统的优化设计，已经拥有了十分完备的理论、标准、工具及仿真手段来进行设计工作，然而对于整个系统在实际应用环境中的测试一直是整个业界的短板，很大程度上还是依靠费时、费力、没有重复性的现场测试来发现问题。
尤其是在通信体制的验证方面，更多的依靠的是纯数学的软件仿真以及设备的实际测试，缺少针对通信体制、通信系统及通设备的实物仿真验证，这直接导致了在系统及设备在研制过程中的风险累积，关键节点无法进行定量及定性的分析，从而加大研制成本，降低研制的效率。
这种主要依靠纯软件仿真及现场测试的验证测试模式对于问题的发现和解决有着如下的薄弱环节：a)现场测试的方法无法在通信体制开发和设备研制的各个阶段定位出问题，导致问题向最终设备或者系统上累积，一旦最终的设备或者系统发现问题，就需要花费大量的时间从研制的各个阶段来定位问题；而前期的软件仿真系统更多的是验证整个系统在功能实现上的可行性，而由于设备和无线环境导致的整个网络的通信质量的影响的评估则无法得出定量的结论。
多径时变信道模型仿真及性能分析
多径时变信道模型仿真及性能分析
多径时变信道模型是一种模拟无线信道传输中存在的多径传播效应以
及随时间变化的信道时变性质的模型。
在无线通信中，信号在传播过程中
会经历多个路径，因此到达接收端的信号由多个路径传播并叠加在一起。
而时变性质则是指信道传输参数随时间变化的特性。
为了对多径时变信道进行模拟仿真并进行性能分析，首先需要选择合
适的信号模型。
常用的信号模型包括瑞利信道模型和高斯信道模型。
其中，瑞利信道适用于室外环境，主要考虑到多径传播效应；高斯信道适用于室
内环境，主要考虑到噪声的影响。
在仿真中可以根据具体需求选择合适的
信号模型。
接下来，需要确定仿真的参数。
多径时变信道模型的参数包括多径时延、多径衰落、多径幅度等。
这些参数可以根据实际场景进行设置，或者
通过测量获取。
在仿真过程中，可以通过设置不同的参数来模拟不同的信
道特性和环境。
进行性能分析时，常用的指标包括误码率、信噪比、信道容量等。
可
以通过对仿真结果进行统计分析得到不同信道条件下的性能指标，并与理
论值进行对比。
总结起来，多径时变信道模型的仿真和性能分析是针对无线通信中存
在的多径传播效应和信道时变性质进行的。
这可以通过选择合适的信号模型、参数设置和仿真工具来实现。
在仿真过程中，可以对不同的信道条件
进行模拟，并通过性能分析来评估系统的性能。
高铁隧道无线通信系统中的信道测量与建模综述
移动通信│MOBILE COMMUNICATION28 2018年7期高铁隧道无线通信系统中的信道测量与建模综述陈克勇焦峰广东省电信规划设计院有限公司沈阳分公司，辽宁沈阳110000摘要：高铁的迅速发展为现有的高铁无线通信系统带来了一些新的挑战。
一个准确描述隧道信道特性的信道模型，对高铁通信系统的设计和评估意义重大。
由于隧道狭长的空间、隧道本身的边界性以及产生的波导效应等，高铁隧道中的信道特性不同于其他的高铁场景。
关键词：高铁隧道；无线通信系统；信道测量；建模综述中图分类号：U285.2文献标识码：ASurvey of Channel Measurement and Modeling in High-Speed Rail Tunnel Wireless Communication SystemChen Keyong Jiao FengGuangdong Planning and Designing Institute of Telecommunications Co., Ltd., Shenyang Branch,Liaoning Shenyang 110000Abstract:The rapid development of high-speed rail has brought some new challenges to the existing high-speed rail wireless communication system. A channel model that accurately describes the characteristics of the tunnel channel is of great significance for the design and evaluation of high-speed rail communication systems. Due to the narrow space of the tunnel, the boundary of the tunnel itself, and the resulting waveguide effect, the channel characteristics in the high-speed rail tunnel are different from those in other high-speed rail scenarios.Keywords: high-speed rail tunnel; wireless communication system; channel measurement; modeling review引言隧道信道的一些特性目前还没有被充分研究。
信道测量与建模技术研究及其应用
信道测量与建模技术研究及其应用英文回答：Channel Measurement and Modeling Techniques for Wireless Communications.Channel measurement and modeling are crucial aspects of wireless communications, providing the foundation for understanding and predicting signal propagation characteristics in various environments. By accurately characterizing the channel, researchers and engineers can design and optimize communication systems to achieve reliable and efficient data transmission.Measurement Techniques:Over-the-Air (OTA) Measurements: Conducted in real-world environments to collect channel impulse responses (CIRs) and other channel parameters. OTA measurements are essential for capturing the effects of path loss, fading,and multipath.Channel Sounders: Specialized equipment that generates and transmits probe signals to measure channel characteristics. Channel sounders provide precise measurements with controlled parameters, allowing for extensive data analysis.Software-Defined Radios (SDRs): Software-based radios that can be programmed to perform channel measurements. SDRs offer flexibility and versatility, enabling the customization of measurement setups and parameter configurations.Modeling Techniques:Deterministic Models: Use physical principles to calculate channel parameters, such as path loss and shadowing. These models are typically simple and computationally efficient but may not fully capture the complexities of real-world channels.Stochastic Models: Based on statistical distributionsto represent channel variations. Stochastic models can provide a more realistic representation of fading and multipath effects but require more complex computations.Machine Learning (ML)-Based Models: Utilize artificial intelligence algorithms to learn channel characteristics from measured data. ML models offer the ability to adapt to changing environments and provide accurate predictions without the need for explicit mathematical formulations.Applications:Network Planning and Optimization: Channel measurements and models help in determining the optimal placement of base stations, improving coverage and capacity.Signal Processing Algorithms: Channel models guide the development of signal processing algorithms, such as equalization and beamforming, to enhance signal quality and mitigate interference.Wireless Device Design: Channel characterization aids in designing wireless devices with optimal antennas and power control mechanisms to adapt to different propagation environments.Spectrum Regulation: Channel models inform spectrum allocation decisions, ensuring efficient utilization and preventing interference between different services.Conclusion:Channel measurement and modeling techniques play a vital role in understanding and improving the performance of wireless communication systems. By accurately characterizing the channel, researchers and engineers can develop optimization strategies, design algorithms, and innovate device technologies to meet the demands of next-generation wireless networks.中文回答：信道测量与建模技术及其应用。
基于USRP的室内无线信道场强的仿真与测量
Ｒａ ｄ ｉ ｏ ｆ ｉ ｌ ｅ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ｎｇ ｔ ｈ ｏ ｆ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎｄ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｉ ｎ ｄ ｏ ｏ ｒ ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＵＳＲＰ
Ｚｈｏ ｎｇ ｐｉ ｎ Ｙａ ｎ ｇ Ｊ ｉ ｎ ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ Ｌｉ
ｍａ ｉ ｎｔ ｅｎ ａ ｎｃ ｅ ａ ｓ ｗｅ ｌ １ ａ ｓ ｕ ｐｇｒ ａ ｄｅ ｃ ｏｓ ｔ ｓ ． Ｆｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ，ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｄ ｏｏ ｒ ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｖｉ ｒ ｏｎｍｅ ｎｔ ，ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｄ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｌ ｅ ｄ
ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇｔ ｈ， ｔ ｈｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ｕｓ ｅ ｔ ｈｅ ｂａ ｎ ｄ ｎ ｏｉ ｓ ｅ ｐｏ ｗｅ ｒ ，ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ａ ｎｄ ｍ ｏｖ ｉ ｎｇ ａ ｖ ｅ ｒ ａ ｇ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｉ ｑｕ ｅ ｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕｅ ｎ ｃ ｙ ｄｏ ｍａ ｉ ｎ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ：Ｇ ＮＵ Ｒａ ｄ ｉ ｏ； Ｕ ＳＲＰ； ｓ ｏｆ ｔ ｗａｒ ｅ ｒ ａ ｄｉ ｏ；ｐｏ ｗｅ ｒ ｓ ｐｅ ｃ ｔ ｒ ｕｍ ；ｒ ａ ｙ ＿ｔ ｒ ａ ｃ ｉ 第 ３ ８卷 第 ５期
２ ０ １ ５年 ５月
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩ Ｃ Ｍ ＥＡＳ Ｕ ＲＥＭ ＥＮ Ｔ ＴＥＣＨＮ ＯＬ０ＧＹ
基 于 ＵＳ Ｒ Ｐ 的 室 内无 线 信 道 场 强 的 仿 真 与 测 量
杨晋 生 李中品
（ 天津大学电子信息工程 学院 天 津 ３ ０ ０ ０ ７ ２ ）
无线信道模拟器应用案例
系统架构
CTIA MIMO OTA Test Plan V1.1.1 规范中的 MIMO OTA 系统架构示意图如下：
信目标的仿真。
（2）无线环境仿真
➢ 无线信道仿真：多径仿真、衰落信道仿真、多普勒频移仿真等。
➢ 信噪比仿真：生成干扰信号，调整信噪比系数。
（3）相控阵天线测试点
➢ A 点：表征测试相控阵天线整机。
➢ B 点：表征测试相控阵天线信号处理部分，由 KSW-WNS02 无线信道模拟
器完成相控阵天线射频前端功能（KSW-WNS02 无线信道模拟器有两个独
阵子2 ……
阵子M
模数变换器 模数变换器 模数变换器 模数变换器
…… 模数变换器 模数变换器 模数变换器 模数变换器
信号下变频器
射&中频信号1
信号下变频器
射&中频信号2
信号下变频器
射&中频信号3
信号下变频器
射&中频信号4
信号下变频器 射&中频信号M-3 信号下变频器 射&中频信号M-2 信号下变频器 射&中频信号M-1 信号下变频器 射&中频信号M
--11
触发
参考 信号
KKSSWW--WWNNSS0022 无无线线信信道道仿仿真真仪仪
--22
触发
参考 信号
KKSSWW--WWNNSS0022 无无线线信信道道仿仿真真仪仪
--33
触发
信道仿真器原理及在移动通信测试中的典型应用
频回射频信号，
输出给接收机。
对于单天线（SISO）的信道，上述仿真实现是比较
直观的。对于多发多收（MIMO）技术，则对信道仿真
·54·
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泰尔检测
《电信网技术》2018 年 4 月第 4 期
器提出了更高的要求。对多天线建模需要在天线之间
图 2 2×2 多天线配置
3
在现实的衰落环境中，发射机和接收机天线振子
的信号是相关的，不是独立的。广泛的测量表明，相
关性不是恒定的，而是在一个地理区域或行车路线上
显着不同。天线振子之间的相关性在数学上是与局
部散射相关的，并且是信号的角度扩展（AS）、到达角
（AoA）和用户的行进方向（DoT）的函数。2×2 天线系
表 2 典型 Wi-Fi 信道模型列表
的相关性可以用每个天线振子上观测到的信号用ρtx
来表示：
（1）
假定接收端也是全向天线，为了方便，常常用叠加
矢量来表征相关性矩阵 vec(H)= [h11 h21 h12 h22]T，若 R=
E(vec(H)vec(H)H)，
则：
在信道仿真器中，同样内置了标准的信道模型，可
设备在上市之前需要经过大量的测试以确保其性能满足要求。为了有效地缩短无线产品的研发周期、降
低测试成本，能够在实验室环境下模拟真实的无线信道传播环境的信道仿真器应运而生。本文详细介绍
了信道仿真器原理并结合信道仿真器在移动通信测试中的典型应用测试信道仿真器的实际数据。
关键词：信道仿真器；移动通信；MIMO；SISO
1
引言
与有线传输主要通过各类电缆传输不同，移动通
信或无线通信通过无线信道对信号进行传输。工程师
MIMO无线信道建模分析与仿真实现
MIMO无线信道建模分析与仿真实现MIMO无线信道建模分析与仿真实现摘要：近年来，随着无线通信技术的迅猛发展，MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术逐渐成为无线通信领域的热门研究方向之一。
本文通过对MIMO无线信道的建模分析与仿真实现进行研究，探讨了MIMO技术的基本原理、信道模型和系统性能评价等关键问题，为今后在MIMO技术研究领域的进一步深入工作提供了重要的参考。
一、引言随着电子设备的普及和无线通信需求的增加，无线通信技术的研究与应用也日益重要。
MIMO技术作为一种提高无线通信系统传输速率和可靠性的重要技术手段，受到了广泛的关注。
MIMO技术的基本原理是利用多个天线来传输和接收信号，并通过合理的处理和信号分配方式来提高系统的性能。
本文主要通过建模分析和仿真实现来探讨MIMO无线信道的基本特点和系统性能。
二、技术概述1. MIMO技术的原理MIMO技术利用多个发射天线和接收天线，通过多个独立的信道传输数据，从而提高了系统的传输速率和可靠性。
MIMO技术主要包括空时编码和空分复用两种方式。
2. MIMO信道建模MIMO信道建模是对信号在无线信道中传输过程进行描述的数学模型。
常用的MIMO信道模型有瑞利信道模型、高斯信道模型和纯频率选择性信道模型等。
本文主要以瑞利信道模型为例进行分析和仿真。
三、MIMO无线信道的建模分析1. 瑞利信道模型介绍瑞利信道模型是一种广义的无线信道模型，能够较好地描述实际无线信道中的多径效应。
瑞利信道模型的特点是具有时变性、时延离散性和频谱选择性。
2. 瑞利信道模型的数学描述瑞利信道模型可以通过复信道增益矩阵和复高斯白噪声进行描述。
复信道增益矩阵是一个矩阵，每个元素代表了信号在不同天线之间的传输增益；复高斯白噪声模拟了信道中的噪声干扰。
3. MIMO信道容量分析MIMO信道容量是衡量MIMO系统传输速率的重要指标。
通过对瑞利信道模型进行分析，可以得到MIMO信道的容量公式，并测量系统的信道容量。
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。
面向5G通信的信道建模与仿真研究
面向5G通信的信道建模与仿真研究随着5G通信的到来，无线电波的频谱变得越来越拥挤。
因此，对于可靠的数据传输，需要对信道进行建模和仿真。
本文旨在介绍面向5G通信的信道建模与仿真研究。
一、5G通信的信道特点5G通信的信道与4G相比有许多不同之处。
其中最重要的是5G通信中的毫米波信号。
这些信号的波长很短，因此它们可以传输更多的信息。
但是，由于这些信号容易被障碍物遮挡，所以它们的传输距离比较短。
为了解决这个问题，研究人员必须建立真实的毫米波信号传播模型。
二、信道建模的流程信道建模的一般流程如下：1. 数据采集：与实际信道进行测量，以获取信道的相关参数。
2. 参数选择和建模：选择最适合信道的参数模型，并利用这些参数对信道进行建模。
3. 仿真验证：利用建立的模型，进行仿真验证，并将结果与实际数据进行比较。
三、信道建模的模型在5G通信中，最常用的信道模型是衰落信道模型。
衰落信道模型利用复数函数来表示信号大小和相位。
根据信号经过的路径数不同，衰落信道模型分为单径衰落模型和多径衰落模型。
单径衰落模型适用于直线传输，如无线局域网（WiFi）信道。
多径衰落模型则适用于信号需要经过许多障碍物传输的情况。
这些模型分别是：1.路径损耗模型（path loss model）：衰落信号是由于障碍物的吸收和散射而逐渐衰减。
2.多径模型（multipath model）：信号需要沿着许多路径传输，每个路径的延迟时间和功率会发生变化。
3.阴影效应模型（shadowing model）：由于环境中的随机性（如人、车、建筑等），信号会发生随机衰减。
四、仿真研究在进行5G通信的研究和开发方面，仿真非常重要。
在仿真过程中采用的信道建模模型越精确，仿真结果越可靠。
虽然5G通信中的毫米波信号有很多不确定性，但是通过可靠的信道建模和仿真，可以预测信道的性能和可靠性。
目前，在信道建模和仿真方面，已经有许多开源的软件可用。
例如在频谱建模方面，可以使用GNU Radio；在信道建模中，可以使用NETAS S（Network Simulator 3）；在MATLAB中，也有用于信道建模和仿真的工具包。
宽带无线通信系统信道测量
P/S
1
增加
S/P
IFFT
CP
D/A
成型
P/S
2
增加
S/P
IFFT
CP
D/A
成型
P/S
M
增加
S/P
IFFT
CP
D/A
成型
1
S/P
A/D
去除
IFFT
解调
CP
2
S/P
A/D
去除
IFFT
解调
CP
N
S/P
A/D
去除
IFFT
解调
CP
基于MIMO-OFDM的原理，也可构造信道测试系统， 如图下所示。图中基带数据做串并变换后分别送给M个 OFDM调制器和M个天线，接收端N个天线收到后进行 信道传输矩阵的估计，并进行计算得到信道参数。
通常采用功率/电平与时延的关系来描述，即PDP （Power Delay Profile）。
3
3.1.3多普勒频移
当发射端与接收机之间存在相对运动时，会产 生多普勒效应，导致接收机接收到的频率与发射信 号的频率不相同。由于相对运动导致的接收频率与 发射频率之差称为多普勒频移。
3.1.4 离开角和到达角
， 为第n条路径的幅度，是时间t的函数。
（2）路径损耗模型 3GPP的技术报告“MIMO系统的空间信道模型”（
TR 25.996 V6.1.0，2003-09）中建议宏小区的 路径损耗采用修正的COST231 Hata模型。
3.2.2 MIMO信道模型
设发端M个天线，收端N个天线，则信道矩阵
L
H CNM 可写为 H Hl l l 1
1
100Mbps BPSK
无线信道测量与建模方法研究
摘要下一代移动通信系统网络融合加快，移动互联网应用高速发展，使得有关的新技术和新应用成为移动通信系统研究的重大内容。
在新的应用场景下，由于存在多径传播和时变性，作为传播媒介的无线信道，对无线通信系统的性能有着巨大的影响。
因此，无线信道的测量与建模对于其传输技术的研究有着重要的指导意义。
本文基于无线信道的传播特性，对无线信道的测量与建模方法进行研究。
主要研究内容如下：首先，简单回顾了无线信道的传播特性，包括大尺度传播特性和小尺度传播特性。
介绍了无线信道测量与建模的基本原理，对现有的测量方法和建模方法进行了归纳和总结。
最后以信道模型在无线电导航频率规划中的应用，说明信道建模的工程实践意义，通过仿真计算，指配结果与美国联邦航空局标准吻合，提供了一种简单有效的频率指配方法。
然后，本文研究了大尺度衰落信道建模方法，对采用最小二乘法的经典大尺度衰落建模作了说明。
基于确定性的环境地形，重点对基于射线跟踪的信道建模方法做了介绍，并采用WinProp的传播估计模型，对典型场景进行了传播预测。
预测结果显示，基于射线跟踪的建模方法能够适应性地跟踪具体传播环境，对场景信道实现更精准地建模。
类似地，研究了小尺度衰落信道建模方法。
首先介绍了小尺度衰落信道的特性描述和抽头延迟线模型，为了建立小尺度衰落信道模型，重点对基于解相关算法、扩频滑动相关法、压缩感知的信道估计方法进行了研究，对其原理分别做了介绍，并在一定条件下作了仿真分析。
结果表明：解相关算法不依赖于探测波形，都能够实现原始信道的估计，但其估计性能的优劣与探测脉冲的形状有关，更符合理想冲激脉冲的波形有着更高的估计性能；扩频滑动相关法抗噪声性能良好，能够很好地估计出多径信道。
在多种伪噪声序列中，m序列实现简单，有着优良的自相关性能，是最为常用的伪噪声序列；压缩感知算法充分利用无线信道的稀疏性，可以在一定条件下实现信道的精确估计，其中正交匹配追踪算法实现简单，重构效果良好，应用较为广泛。
无线通信实验中的信号强度测量与信道分析方法
无线通信实验中的信号强度测量与信道分析方法无线通信是现代社会中不可或缺的一部分。
无线通信实验是研究和测试无线通信系统性能的重要手段。
在进行无线通信实验时，信号强度测量和信道分析是必不可少的步骤。
本文将介绍无线通信实验中常用的信号强度测量和信道分析方法。
1. 信号强度测量方法在无线通信实验中，信号强度测量是最基本的步骤。
通过测量信号强度，我们可以评估无线通信系统的传输质量，并进一步优化系统性能。
以下是几种常用的信号强度测量方法：1.1 RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示器）测量RSSI是一种通过直接测量接收到的信号功率来评估信号强度的方法。
在无线通信实验中，可以使用专用的接收机或无线模块来获取RSSI值。
然后，我们可以将RSSI值与预定的信号强度阈值进行比较，以确定信号的好坏。
1.2 接收信号质量（Received Signal Quality）测量接收信号质量是一种综合考虑信号强度、信噪比、信道衰落等因素的评估方法。
通过测量信噪比、误码率等指标，可以更准确地评估无线通信系统的性能。
在无线通信实验中，可以使用专用的测试设备或软件来进行接收信号质量测量。
1.3 电磁场强度（Electromagnetic Field Strength）测量电磁场强度是一种间接评估信号强度的方法。
通过测量电磁场的强度，可以间接地了解无线信号的传输质量。
常用的电磁场强度测量方法包括使用扫频仪、电磁场探测器等设备进行测量。
2. 信道分析方法除了信号强度测量，信道分析也是无线通信实验中的重要环节。
通过分析信道特性，我们可以了解信道的衰落、干扰等情况，从而进一步调整通信系统的参数，提高通信质量。
以下是几种常用的信道分析方法：2.1 时域分析时域分析是通过观察信号在时间上的变化来评估信道特性的方法。
常用的时域分析方法包括观察信号的波形、脉冲响应等。
通过分析信号在时域上的特征，可以了解信号传输中的延迟、多径效应等情况。
5G高频段无线信道测量技术研究进展及发展
技术创新了目前已经商用的蜂（Wireless Local Area Networks，WLAN）、无线个域网（Wireless Personal Area Networks，WPAN）、广播电视及少量军事通信业务。
相反，6 频段还有大量未分配的频谱资源亟待开发和利用。
所以，高频段通信被认为是推动5G传输速率大幅提升最具潜力的技术之一。
随着2017年7月8日工信部公开征集在毫米波频段规划5G使用频率的意见，包括美国、欧盟、日韩等在内的世界主要国家和地区都将毫米波作为5G的重要工作频段，并公布了相应的频率规划方案。
其中，考虑到24.75 GHz—27.5 率相对较低且具有较大的连续带宽，有望成为全球统频率/GHz衰减/(d B ·k m )�b r o a d n c m u i t ,s e I . I N T R O D U C I An O v e r i w o f S m c d u t Te r a h t z C o m u n i c 衰减/d B一的5G毫米波移动通信工作频率。
毫米波因具有波长短的特点，一方面便于射频器件的小型化和系统集成，天线波束更窄，指向性更强，提高了系统的抗干扰能力，能有效降低系统功耗；另一方面受到电磁波传播机制的影响，毫米波绕射能力差，传输衰减巨大，覆盖范围受限[2]。
因此，为了结合大规模天线、波束赋型等技术，克服毫米波在应用过程的劣势，首先需要对毫米波在不同场景的传输特性展开深入研究，建立相应的空间信道模型。
通常，在实际环境中搭建信道测量系统并进行测试是获取信道数据最为可靠的方式。
但由于测量设备性能、成本等因素的限制，利用射线跟踪等仿真手段获得信道数据可以作为测量结果的补充和验证。
本文综合国内外在5G毫米波无线信道测量方面的研究进展和结果，详细讨论了不同研究机构信道测量设备的特性，比较了不同频段、场景的毫米波信道测量结果，有利于不断提高测量准确度，提高信道模型的合理性。
5g电波传播与无线信道测量虚拟仿真实验原理
5g电波传播与无线信道测量虚拟仿真实验原理
5G网络中的电波传播和无线信道测量是关键技术，而虚拟仿真实验则是研究这些技术的常用手段。
其原理如下：
1. 电波传播模型：电波在空气中传播时受到衰减和反射等干扰。
对于不同的环境和频率，传播模型也不同。
虚拟仿真实验可以通过构建不同的场景和环境，模拟不同频率的电波在空间空气中的传播和干扰情况。
2. 无线信道测量模拟：无线信道测量是对网络中无线传输历程的测试和评估。
因为其难以在真实环境中进行精确实验，虚拟仿真实验可以通过模拟不同网络场景下的无线信道传播，测试无线信号的接收质量和干扰程度。
3. 虚拟仿真实验设计：在进行虚拟仿真实验时，需要选取合适的仿真软件和相应的模型。
通过模拟现实情境，设计实验方案和数据采集，进行模拟仿真实验，获得数据，进行数据分析，最终评估网络的质量。
通过上述原理，虚拟仿真实验可以对5G网络中的电波传播和无线信道测量进行模拟研究，在真实环境不易得到的情况下，提供了一种有效手段，为5G网络的建设和优化提供指导。
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题目：宽带无线通信系统的信道
测量研究及仿真实现
内容：
1.了解无线信道大小尺度衰落特点以及基本测量方法；
2.掌握滑动相关法测量小尺度衰落原理及仿真实现；
3.掌握矢量信号分析技术在小尺度衰落中的应用；
4.SISO和MIMO系统的信道测量及误差修正；
5.实测数据处理及结果分析。
无线信道基础
无线通信系统的性能主要受到无线信道的制约。
发射机与接收机之间的传播路径非常复杂，电波传播的机制是多种多样的，但总体上可以归结为反射，绕射和散射。
无线信道的特性
•大尺度特性
大尺度传播描述了长距离内接收信号强度的缓慢变化。
这些变化是由发射天线和接收天线之间传播路上的山坡或湖泊以及建筑物等造成的。
一般来说，大尺度衰落与发射天线和接受天线之间的距离成反比，而且在不同地区有不同的衰减因子。
大尺度可以由天线分集和功率控制得到补偿。
•小尺度特性
小尺度衰落的主要特性是多径传播。
传播过程中会遇到很多建筑物，树木以及起伏的地形，会引起能量的吸收和穿透以及电波的反射，散射及绕射，这样，无线信道是充满反射波的传播环境。
大尺度测量
•连续波测量方法
•宽带信号测量法√
小尺度测量
•扩频滑动相关测量法√•直接脉冲测量法
•扫频测量
连续波测量方法
•连续波测量就是尽可能获取某一地区各地理位置的本地均值，因此要获取本地均值就必须除去瑞利衰落的影响。
对于无线移动通信系统，在特征长度为40个波长，采样50个样点时，可使测量数据与实际本地均值之差小于1dB.
•随机衰落现象：
扩频滑动相关法
•扩频信道检测系统基本框图如下
•该系统的优点是，尽管所探测的信号可能为宽带信号，接收机仍然可以用一个宽带混频器加一个窄带接收机来检测发送信号。
•实际中，理想的高斯白噪声用确定的伪噪声来代替。
在发射端发射一串伪随机码，在接收端对接信号进行采样，计算采样样本序列和伪随机序列的相关值，得出不同时刻的冲激响应。
•小尺度测量方法
在测试过程中，我们采用基于伪噪声序列的扩频滑动相关测试法。
该方案的基本思路是在发射周期性的PN序列，在接收端本地产生同样的PN序列并与接收下来的信号做互相关运算。
测量流程
（1）选择站址
（2）测量平台搭建
（3）扫频测量
（4）测量数据采集
PN码相关特性研究
•PN码是目前广泛应用的一种伪随机序列，其拥有均衡性，游程特性，移位相加等特性。
•序列的相关性定义为：
C(m)=E[A(n+m)*conj(B(n))]=E[A(n)*conj(B (n))]
当A，B都是双极性序列时，序列的相关函数定义为：
由上式可知，若是A=B时，相关函数求得的是PN
码的自相关函数；否则求得的是不同PN码的互相
关函数。
按照定义编写程序求得不同码长的PN码的自相关函数：
PN码互相关特性：•N=511
建立信道函数
•建立一个SISO信道，假设这个无线信道在测量过程中是时不变的，也就是在测量过程中，信道的衰减因子和时延参数均是不变，在测量过程中，信道可以等效为一个线性时不变系统。
建立的信道冲击相应函数如下
修正算法
•在测量中考虑到PN序列的自相关函数不是理想的冲激函数，即是在R（0）之外不严格为零，所以在滑动相关中，这些非零值对于测量结果有一定影响，使得测量值和实际中有一定的误差。
设计方向
•打算设置一个具有四条不同路径的多径环境，并设置了无噪声环境和有噪声环境，另外噪声环境分别为
SNR=5dB,SNR=0dB,SNR=-5dB三种不同的噪声环境，实验仿真中使用码长N=511的PN序列，利用滑动相关法在上述四种场景中分别对信道进行测量，并分别使用修正算法对结果进行修正，并分析比较结果和理想的误差。
完成进度
1.了解无线信道大小尺度衰落特点以及基本测量方法；√
2.掌握滑动相关法测量小尺度衰落原理及仿真实现；√
3.掌握矢量信号分析技术在小尺度衰落中的应用；
4.SISO和MIMO系统的信道测量及误差修正；
5.实测数据处理及结果分析。
谢谢！。