无线信道模型分类和建模方法介绍--附思维导图

article/2025/10/9 21:43:54

目录

  • 1 统计性模型(经验模型)
    • 1.1 模型分类
      • (1)按衰落分类
      • (2)按路径损耗和延迟拓展分类
      • (3)按IO数量分类
    • 1.2 建模方法
      • (1)方法一分类
      • (2)方法二分类
  • 2 确定模型
    • 2.1 建模方法
  • 3 半确定模型
    • 3.1 建模方法
  • 4 思维导图PDF、xmind格式下载
  • 5 参考文献

在这里插入图片描述

1 统计性模型(经验模型)

1.1 模型分类

(1)按衰落分类

小尺度传播衰落模型
描述小范围内信号的幅度和相位的快速衰落,在电波传播过程中,信号场强在短短(几个信号波长)或短时(秒级)上呈现出快速波动的状况,包括由移动台和基站相对运动造成多普勒频移引起的时间选择衰落和由多径引起的频率选择性衰落。
它是由发射机与接收机之间的多条信号路径的相间尺度与载波波长相当时,会出现小尺度衰落,因此小尺度衰落与频率有关。

大尺度传播衰落模型
它是由随距离而变化的信号路径损耗和由建筑物、山脉等大型障碍物的阴影造成的,当移动台运动的距离与cell(蜂窝网中的单元)尺寸相当时,就会出现通常与频率无关的大尺度衰落,因此也叫做阴影衰落。

  • Longley-Rice模型(适合海上)Longley —Rice 模型考虑了更多 的与地形有关 的因素 ,包括地面折射率 、地 面导电率 、介电常数以及地面粗糙度等 ,还考虑了不同的气候 类型 和天线 的位置标准等。
  • Okumura模型
  • Durkin模型
  • Hata模型
  • Walfisch-Bertoni模型
  • LEE模型
  • Egli模型
  • Carey模型

(2)按路径损耗和延迟拓展分类

关于路径损耗的统计性模型

  • Okumura模型
  • 关于延迟拓展的统计性模型
  • Turin模型:基于实验结果的城市多径传播的统计模型.该模型说明超时延服从泊松分布,多径延迟扩展几乎完全取决于接收机周围的环境而与收发机问的距离无关
  • Saleh和Valenzuela模型:对位于同层的办公大楼内2个垂直极化的全向天线收发机的情况进行了实地测量,结果表明在没有视距传输的情况下信道的冲激响应与收发天线的极化型式无关.此模型假设多径分量以多径簇的形式到达接收机,且服从泊松到达过程
  • 任意距离对数正态模型
  • SIRCM模型

(3)按IO数量分类

参考书籍:MIMO-OFDM无线通信技术及MATLAB实现
SISO(单输入输出)按信道种类划分

  • 室内:2-径模型和指数模型(在MIMO-OFDM无线通信技术书中23页)
    • 2径模型
    • 指数模型
    • IEEE802.11模型:其实双指数时延模型。发现时延分布存在多簇现象而提出。
    • Saleh-Valenzuela信道模型:多径时延分量的到达过程建模为泊松分布
    • UWB模型:修改S-V模型,使得多簇信号和每簇内的多径信号都服从独立的对数正态衰落。
  • 室外
    • FWGN信道模型:通过滤波后的高斯白噪声(Filtered White Noise)包括Clarke/Gans模型、改进的频域FWGN模型、时域的FWGN模型
    • Jakes信道模型:为了使得产生的信号幅度近似服从瑞利分布,正弦波的数量必须足够大。此外,必须对每个正弦波发生器进行加权,以便产生更多想要的多普勒谱。
    • 基于射线的信道模型:该模型能够考虑空-时相关性,所以常被用于MIMO信道的建模。同样适用SISO。基于射线的模型能够在各种散射环境下模拟移动台周围任意方向到达的平面波,而且通常不是均匀的功率方位谱。与jakes模型不同,它的多普勒谱不是U型谱。而是依据散射环境的不同而呈现出不同的形式。
    • 频率选择性衰落信道模型:对该信道建模时候,需要功率时延分布(PDP)
    • SUI信道模型:根据树的密度和路径损耗情形,可以将郊区路径损耗环境分为三种地形。斯坦福大学过渡( Stanford University Interim,sUI)信道模型与IEE802.l6d信道模型的应用环境相同。通过信道参数的不同组合,能够得到描述北美地区三种典型地形的六种不同信道模型。

MIMO(多输入输出)

  • MIMIO统计信道模型

    • PAS(功率角度谱)模型
    • 在这里插入图片描述
  • I-METRA MIMO 信道: 利用ULA的空间相关性。生成相关MIMO衰落信道,其中ULA服从一簇或多簇,伴有均匀截断高斯分布或截断拉普拉斯分布的PAS。

    • 相关MIMO衰落信道的统计模型
    • I-METRA MIMO信道模型
    • 3GPP MIMO信道模型
    • SCM-MIMO信道模型:是由3GPP和3GPP2的联合Ad-Hoc Group(AHG)提出的,目的在于详细说明空间信道模型的参数和设计信道建模的过程。它是一个机遇射线的信道模型,在PDP、PAS和天线陈列结构的基础上叠加子径。

1.2 建模方法

(1)方法一分类

  • 基于物理传播的理论建模方法
  • 参数化的实际统计建模方法:将接收信号视为许多电磁波的迭加,以构建信道衰落的特征。将通过直射、反射和散射等方式传播的射线用幅度、时间、空间三维坐标上的脉冲序列来表示,直接对时延扩展、多普勒扩展和角度扩展等参数进行建模。
  • 广义平稳非相关散射(WSSUS)模型
  • Clarke模型

(2)方法二分类

  • 信道冲激响应建模:侧重于无线信道多径衰落,建立的模型多为抽头延迟线模型
  • 随机信道建模:多用于窄带通信系统的建模,主要预测大范围内的信号强度变化规律或概率密度函数
  • Rayleigh模型
  • Rician模型
  • Clarke模型
  • 对数正态衰落模型
  • 莱斯对数正态模型

2 确定模型

确定性建模方法是利用传播环境的具体地理和形态信息,依据电磁波传播理论或者光学射线理论来分析并预测无线传播模型。与统计性建模的主要区别是确定性建模不需要进行大量的实测,只需传播环境的详细信息就可对信号的传播做出较为精准的预测。由于计算量的限制,确定模型方法大多应用于如室内等较小范围的信道建模

2.1 建模方法

  • 射线追踪算法(RayRracing)
  • 时域有限差分法(FDTD)
  • 矩量法MoM
  • 降维法:为达到射线追踪法的效率和精度的要求,射线追踪可以不直接在三维(3一D≥空闻中进行,已有的方法为2.D/2.5一D法、2一D/3一D法和垂直平面发射(VPL)法
    • 2D-D/2.5-D法:城市微小区环境下当一个区域杰的建筑物的高度比发射机的高度大得多时,从建筑物顶端绕射到接收枕的射线将很少,此时射线跟踪没有必要在三维空间中进行,可以直接在城市的二维平面图内进行,所得的预测结果与测量结果符合较好
    • 2-D/3-D法:实际中的环境都为复杂的三维环境,但如果在射线追踪的开始就在三维空间内进行,将大大增加追踪的难度.因此在实际中可以先不考虑高度信息,即只考虑到环境投影到地面时的二维射线追踪,在找到二维射线传播路径后,再将二维变三维,在射线传播路径中加入高度信息,这样可以提高射线追踪的效率.这种方法在城市微小区和室内微微小区环境中都有应用
    • 垂直平面发射(VPL)法:为找出城市微小区环境下对场有贡献的主要射线路径,VPL这一模型先考虑垂直平面的反射和垂直边缘的绕射,并通过将反射射线和绕射射线限制在反射平面或绕射平面内来近似估计水平面的反射和水平边缘的绕射

3 半确定模型

3.1 建模方法

随机几何建模方法
对确定性模型中的射线追踪法的一种简化,其不需要信道环境的详细参数

  • C0ST259模型
  • IMT-Advanced模型
  • SCM/SCME模型
  • WINNER信道模型

相关矩阵法
相关矩阵法体现了空间信道之间的相关性,利用实际测量的数据或信道统计信息得到空间信道的路径时延、出入射角等参数,然后由这些参数推出信道空间相关矩阵

  • Kronecker模型
  • VCR模型
  • Weichselberg模型
  • 3GPPLTE信道模型
  • IEEE802.11n信道模型

4 思维导图PDF、xmind格式下载

无线信道模型分类和对应建模方法详解.zip

5 参考文献

[1]无线信道模型综述 朱春华
[2]无线信道模型综述 蒋泽
[3]海上移动通信预测模型的选择 徐艳红


http://chatgpt.dhexx.cn/article/KW3Rjm1E.shtml

相关文章

【S-V信道】基于毫米波的5G通信S-V信道模型仿真

1.软件版本 MATLAB2021a 2.本算法理论知识 由于大气中存在一定含量的极化氧分子和水汽(如图3.1所示),因此毫米波在传输过程中容易被大气吸收,从而导致信号衰减,影响通信质量[13,14]。根据相关研究发现,在…

m无线通信信道matlab仿真,包括自由空间损耗模型,Okumura-Hata模型,COST231 Hata模型,SUI信道模型

目录 1.算法概述 2.仿真效果预览 3.MATLAB部分代码预览 4.完整MATLAB程序 1.算法概述 无线信道是移动通信的传输媒体,所有的信息都在这个信道中传输。信道性能的好坏直接决定着人们通信的质量,因此要想在有限的频谱资源上尽可能地高质量、大容量传输…

3GPP LTE/NR信道模型

LTE三种典型信道模型: EPA(Extended Pedestrian A):扩展步行信道模型 EVA(Extended Vehicular A):扩展车辆信道模型 ETU(Extended Typical Urban):扩展典型城市信道模型 EPA EVA ETU Excess tap delay [ns] Relative power…

无线通信与编码_MATLAB仿真实现Jakes信道模型_含仿真代码_瑞利衰落信道模型

1、Jakes模型简介 1.1 Rayleigh衰落信道 瑞利分布:当一个随机二维向量的两个分量呈独立的、均值为0、有着相同的方差的正态分布时,这个向量的模呈瑞利分布。 瑞利分布的概率密度函数如下: 瑞利衰落信道是一种无线电信号传播环境的统计模型…

MATLAB平台学习(9)信道模型

目录 应用场景 市内微小区(Urban-micro) 市区宏小区(Urban-macro) 郊区宏小区(Rural-macro) 室内热点(indoor-hotspot) EPA、EVA、ETU、HST 各种场景下的路径损耗 信道的建模…

S-V信道模型理解

Saleh和Valenzuela提出的S-V信道模型是基于大量室内信道测试构建的,更加符合室内真实路径的传播规律,可以用来进行信道建模与仿真。下图显示了具有多簇射线的S-V信道模型,该模型中多径以簇形式达到,其通过两个完全对立的泊松过程&…

MATLAB程序:S-V信道模型

绘制Saleh-Valenzuela信道模型 % plot_SV_model_ct.m%MIMO-OFDM Wireless Communications with MATLAB㈢ Yong Soo Cho, Jaekwon Kim, Won Young Yang and Chung G. Kang %?2010 John Wiley & Sons (Asia) Pte Ltdclear, close all b0021; % Power of 1st ray of 1st c…

2信道模型

信道模型 1概述1.1调制信道模型:1.2信道参数 2不考虑空间特性的信道模型2.1基本特性2.1.1多径2.1.2多普勒频移2.1.3快慢衰落 2.2传播预测模型2.3信道冲击响应2.3.1多普勒功率谱cost 2072.3.2多径时延的主要参数 2.4信道响应模型理论(这个part有点看不太懂) 3考虑空间…

两径信道与指数信道模型

产生一个两径信道和一个指数衰减的多径信道 clear,clf scale 1e-9;%纳秒量级 Ts 10*scale;%采样时间间隔为10ms,在这个程序中这个量也为指数信道路径间隔 t_rms 30 * scale;%RMS时延扩展为30ms num_ch 10000;%仿真信道个数 %两径信道模型 %产生并绘制理想的两径…

WINNER II信道模型与WINNER+信道模型概述

目录 1.WINNER II 2.WINNER 目前信道模型主要分为准确信道模型、随机信道模型、统计信道模型。其中随机信道模型集和其他两种模型的优点,成为主流的信道模型。随机模型中基于几何统计的随机信道模型(Geometry-based Stochastic Channel Models, GSCM)由于具有复杂…

无线信道模型

目录 1 信道 无线信道天线增益 2 信道模型2-1 瑞利衰落信道模型2-2 莱斯衰落信道模型2-3 AWGN信道模型2-4 适用条件对比 3 无线信道中的衰落3-1 大尺度衰落与小尺度衰落3-2 路径损耗3-3 多径传播3-4 四种小尺度衰落3-5 阴影效应 4 Hata模型4-1 简介4-2 适用条件4-3 传播损耗公式…

室外信道模型

一、FWGN信道模型 FWGN模型是最流行的户外信道模型之- - 。Clarke/Gans 模型是-种基本的 FWGN模型,根据如何在时域或频域实现多普勒滤波器,可以将 Clarke/Gans 模型修改为其他各种类型。 1. Clarke/Gans 模型 特点:移动台周围的散射分量是…

数字通信第六章——信道模型和信道容量

一、信道模型 描述信道常用的三个参数:输入X;输出Y;输入与输出间的条件概率 P ( y i ∣ x i ) P(y_i|x_i) P(yi​∣xi​)。如果 P ( y ∣ x ) ∏ i 1 m P ( y i ∣ x i ) P(y|x)\prod_{i1}^mP(y_i|x_i) P(y∣x)∏i1m​P(yi​∣xi​)&#…

通信原理(2)—— 信道模型、特性、噪声(多径)、容量(香农公式)

一、信道概述 1. 信道:以传输媒质为基础的信号通道。 分类 狭义信道:根据传输媒质:有线(恒参信道)/无线(随参信道)。广义信道:调制信道/编码信道。 信道的特性 不同的传输媒质具有…

通信原理——信道

文章目录 1 信道的数学模型1.1 调制信道模型1.2 编码信道模型 2 信道特性对信号传输的影响3 信道中噪声4 信道容量4.1 离散信道容量4.2 连续信道容量 1 信道的数学模型 一般来说,对于信道有两种不同的定义,调制信道和编码信道,如下图所示&am…

移动通信基础(4)信道模型

目录 有线信道 无线信道 衰减作用 1.路径损耗 2.阴影衰落 3. 小尺度衰落 多径效应 1.瑞利/莱斯衰落 2.时延扩展 3.相干带宽—频率选择性衰落 时变性 1.多普勒频移 2.多普勒扩展 3.相干时间 各种信道模型 AWGN信道 瑞利多径信道 多普勒扩展信道 复合信…

计算机四级信息安全工程师 题纲

# 信息安全工程师考试由操作系统和计算机网络两部分组成,各部分占分50%,包括单选和多选,单选30分,多选20分,需两部分均考到30分且已经拿到计算机三级相应证书才可拿到四级证书。 考试大纲由此进:http://n…

计算机四级网络工程师(计算机网络多选)- 知识点

计算机四级网络工程师(操作系统单选) 计算机四级网络工程师(操作系统多选) 计算机四级网络工程师(计算机网络单选) 计算机四级网络工程师(计算机网络多选) 一、网络 1、网络技术相关…

计算机四级网络工程师(计算机网络单选)- 知识点

计算机四级网络工程师(操作系统单选) 计算机四级网络工程师(操作系统多选) 计算机四级网络工程师(计算机网络单选) 计算机四级网络工程师(计算机网络多选) 一、Ethernet 1、Etherne…

全国计算机四级薪资,全国计算机四级通过率有多少

计算机四级网络工程师通过率 计算机四级网络工程师通过率整理资料:大概60% 上次大概有60%,因为第一次敢参加考试的都是有基础的考生。 四级网工跟三级网络完全是两个级别的考试。三级网络:从知识的难度来说,完全是网络这一专业里最皮毛的东西。连可变长子网掩码都没有涉及。…