無線信道模型分類和建模方法介紹

無線信道模型分類和建模方法介紹--附思維導(dǎo)圖目錄1統(tǒng)計性模型（經(jīng)驗?zāi)Ｐ停?.1模型分類（1）按衰落分類（2）按路徑損耗和延遲拓展分類（3）按IO數(shù)量分類1.2建模方法（1）方法一分類（2）方法二分類2確定模型2.1建模方法3半確定模型3.1建模方法4思維導(dǎo)圖PDF、xmind格式下載5參考文獻(xiàn)1統(tǒng)計性模型（經(jīng)驗?zāi)Ｐ停?.1模型分類（1）按衰落分類小尺度傳播衰落模型

描述小范圍內(nèi)信號的幅度和相位的快速衰落，在電波傳播過程中，信號場強(qiáng)在短短（幾個信號波長）或短時（秒級）上呈現(xiàn)出快速波動的狀況，包括由移動臺和基站相對運動造成多普勒頻移引起的時間選擇衰落和由多徑引起的頻率選擇性衰落。

它是由發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的多條信號路徑的相間尺度與載波波長相當(dāng)時，會出現(xiàn)小尺度衰落，因此小尺度衰落與頻率有關(guān)。大尺度傳播衰落模型

它是由隨距離而變化的信號路徑損耗和由建筑物、山脈等大型障礙物的陰影造成的，當(dāng)移動臺運動的距離與cell（蜂窩網(wǎng)中的單元）尺寸相當(dāng)時，就會出現(xiàn)通常與頻率無關(guān)的大尺度衰落，因此也叫做陰影衰落。Longley-Rice模型（適合海上）Longley—Rice模型考慮了更多的與地形有關(guān)的因素，包括地面折射率、地面導(dǎo)電率、介電常數(shù)以及地面粗糙度等，還考慮了不同的氣候類型和天線的位置標(biāo)準(zhǔn)等。Okumura模型Durkin模型Hata模型Walfisch-Bertoni模型LEE模型Egli模型Carey模型（2）按路徑損耗和延遲拓展分類關(guān)于路徑損耗的統(tǒng)計性模型Okumura模型關(guān)于延遲拓展的統(tǒng)計性模型Turin模型：基于實驗結(jié)果的城市多徑傳播的統(tǒng)計模型．該模型說明超時延服從泊松分布，多徑延遲擴(kuò)展幾乎完全取決于接收機(jī)周圍的環(huán)境而與收發(fā)機(jī)問的距離無關(guān)Saleh和Valenzuela模型：對位于同層的辦公大樓內(nèi)2個垂直極化的全向天線收發(fā)機(jī)的情況進(jìn)行了實地測量，結(jié)果表明在沒有視距傳輸?shù)那闆r下信道的沖激響應(yīng)與收發(fā)天線的極化型式無關(guān)．此模型假設(shè)多徑分量以多徑簇的形式到達(dá)接收機(jī)，且服從泊松到達(dá)過程任意距離對數(shù)正態(tài)模型SIRCM模型（3）按IO數(shù)量分類參考書籍：MIMO-OFDM無線通信技術(shù)及MATLAB實現(xiàn)

SISO(單輸入輸出)按信道種類劃分室內(nèi)：2-徑模型和指數(shù)模型（在MIMO-OFDM無線通信技術(shù)書中23頁）2徑模型指數(shù)模型IEEE802.11模型：其實雙指數(shù)時延模型。發(fā)現(xiàn)時延分布存在多簇現(xiàn)象而提出。Saleh-Valenzuela信道模型：多徑時延分量的到達(dá)過程建模為泊松分布UWB模型：修改S-V模型，使得多簇信號和每簇內(nèi)的多徑信號都服從獨立的對數(shù)正態(tài)衰落。室外FWGN信道模型：通過濾波后的高斯白噪聲（FilteredWhiteNoise）包括Clarke/Gans模型、改進(jìn)的頻域FWGN模型、時域的FWGN模型Jakes信道模型：為了使得產(chǎn)生的信號幅度近似服從瑞利分布，正弦波的數(shù)量必須足夠大。此外，必須對每個正弦波發(fā)生器進(jìn)行加權(quán)，以便產(chǎn)生更多想要的多普勒譜?；谏渚€的信道模型：該模型能夠考慮空-時相關(guān)性，所以常被用于MIMO信道的建模。同樣適用SISO?；谏渚€的模型能夠在各種散射環(huán)境下模擬移動臺周圍任意方向到達(dá)的平面波，而且通常不是均勻的功率方位譜。與jakes模型不同，它的多普勒譜不是U型譜。而是依據(jù)散射環(huán)境的不同而呈現(xiàn)出不同的形式。頻率選擇性衰落信道模型：對該信道建模時候，需要功率時延分布（PDP）SUI信道模型：根據(jù)樹的密度和路徑損耗情形，可以將郊區(qū)路徑損耗環(huán)境分為三種地形。斯坦福大學(xué)過渡(StanfordUniversityInterim,sUI)信道模型與IEE802.l6d信道模型的應(yīng)用環(huán)境相同。通過信道參數(shù)的不同組合,能夠得到描述北美地區(qū)三種典型地形的六種不同信道模型。MIMO(多輸入輸出)MIMIO統(tǒng)計信道模型PAS（功率角度譜）模型I-METRAMIMO信道：利用ULA的空間相關(guān)性。生成相關(guān)MIMO衰落信道，其中ULA服從一簇或多簇，伴有均勻截斷高斯分布或截斷拉普拉斯分布的PAS。相關(guān)MIMO衰落信道的統(tǒng)計模型I-METRAMIMO信道模型3GPPMIMO信道模型SCM-MIMO信道模型：是由3GPP和3GPP2的聯(lián)合Ad-HocGroup(AHG)提出的，目的在于詳細(xì)說明空間信道模型的參數(shù)和設(shè)計信道建模的過程。它是一個機(jī)遇射線的信道模型，在PDP、PAS和天線陳列結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上疊加子徑。1.2建模方法（1）方法一分類基于物理傳播的理論建模方法參數(shù)化的實際統(tǒng)計建模方法：將接收信號視為許多電磁波的迭加，以構(gòu)建信道衰落的特征。將通過直射、反射和散射等方式傳播的射線用幅度、時間、空間三維坐標(biāo)上的脈沖序列來表示，直接對時延擴(kuò)展、多普勒擴(kuò)展和角度擴(kuò)展等參數(shù)進(jìn)行建模。廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射（WSSUS）模型Clarke模型（2）方法二分類信道沖激響應(yīng)建模：側(cè)重于無線信道多徑衰落，建立的模型多為抽頭延遲線模型隨機(jī)信道建模：多用于窄帶通信系統(tǒng)的建模，主要預(yù)測大范圍內(nèi)的信號強(qiáng)度變化規(guī)律或概率密度函數(shù)Rayleigh模型Rician模型Clarke模型對數(shù)正態(tài)衰落模型萊斯對數(shù)正態(tài)模型2確定模型確定性建模方法是利用傳播環(huán)境的具體地理和形態(tài)信息，依據(jù)電磁波傳播理論或者光學(xué)射線理論來分析并預(yù)測無線傳播模型。與統(tǒng)計性建模的主要區(qū)別是確定性建模不需要進(jìn)行大量的實測，只需傳播環(huán)境的詳細(xì)信息就可對信號的傳播做出較為精準(zhǔn)的預(yù)測。由于計算量的限制，確定模型方法大多應(yīng)用于如室內(nèi)等較小范圍的信道建模2.1建模方法射線追蹤算法(RayRracing)時域有限差分法（FDTD）矩量法MoM降維法：為達(dá)到射線追蹤法的效率和精度的要求，射線追蹤可以不直接在三維(3一D≥空聞中進(jìn)行，已有的方法為2．D／2．5一D法、2一D／3一D法和垂直平面發(fā)射(VPL)法2D-D/2.5-D法：城市微小區(qū)環(huán)境下當(dāng)一個區(qū)域杰的建筑物的高度比發(fā)射機(jī)的高度大得多時，從建筑物頂端繞射到接收枕的射線將很少，此時射線跟蹤沒有必要在三維空間中進(jìn)行，可以直接在城市的二維平面圖內(nèi)進(jìn)行，所得的預(yù)測結(jié)果與測量結(jié)果符合較好2-D/3-D法：實際中的環(huán)境都為復(fù)雜的三維環(huán)境，但如果在射線追蹤的開始就在三維空間內(nèi)進(jìn)行，將大大增加追蹤的難度．因此在實際中可以先不考慮高度信息，即只考慮到環(huán)境投影到地面時的二維射線追蹤，在找到二維射線傳播路徑后，再將二維變?nèi)S，在射線傳播路徑中加入高度信息，這樣可以提高射線追蹤的效率．這種方法在城市微小區(qū)和室內(nèi)微微小區(qū)環(huán)境中都有應(yīng)用垂直平面發(fā)射（VPL）法：為找出城市微小區(qū)環(huán)境下對場有貢獻(xiàn)的主要射線路徑，VPL這一模型先考慮垂直平面的反射和垂直邊緣的繞射，并通過將反射射線和繞射射線限制在反射平面或繞射平面內(nèi)來近似估計水平面的反射和水平邊緣的繞射3半確定模型3.1建模方法隨機(jī)幾何建模方法

對確定性模型中的射線追蹤法的一種簡化，其不需要信道環(huán)境的詳細(xì)參數(shù)C0ST259模型IMT-Advanced模型SCM/SCME模型WINNER信道模型相關(guān)矩陣法

相關(guān)矩陣法體現(xiàn)了空間信道之間的相關(guān)性，利用實際測量的數(shù)據(jù)或信道統(tǒng)計信息得到空間信道的路徑時延、出入射角等參數(shù)，然后由這些參數(shù)推出信道空間相關(guān)