无线通信理论与技术Ch1无线信道模型(张祖凡).ppt

LOS分量 Statistical properties of H Statistical properties of H complex multivariate gamma function. Wishart distribution 采样/离散信号信道模型 发射符号平均能量：Es→Ts=1,功率= Es Frequency flat channel Frequency selective channel Frequency selective channel Frequency flat channel * * * * * * * * * * * * * * * * * * Relation between theta_T and phi_T. affect of antenna spacing * * MIMO信道建模方法 统计性模型（经验模型） 确定性模型 半确定性模型 统计性模型 统计性模型是基于信道各种统计特性建立的信道模型。在实际传播环境中，存在着大量具有相同或相似传播特性的小区，对这些小区进行实际测量，归纳出信道各种重要的统计特性（如时延扩展、角度扩展等）及信道参数的概率密度分布，利用这些统计信息建立适用范围较广的空间信道模型。典型方法如基于试验测量的冲激响应法，这是一种完全随机的方法。 统计性模型的优点在于模型的复杂度较低，具有一定的通用性；缺点是和实际的信道有较大偏差，这是因为模型的各种参数是用各自统计特性随机生成，随机生成的参数和实际测量的参数可能会有比较大的差别。 统计模型主要有李氏模型、离散均匀分布模型、高斯广义稳态非相关散射模型等。 确定性模型 确定性模型是基于实际环境测量建立的信道模型。它要求得到信道环境的详细信息，如建筑物和自然界物体（石头、树木等）精确的位置、大小以及分布等。确定性模型的基本思想就是如果传播环境的详细信息可以得到，那么无线传播就可以看成一个确定过程；它可以确定空间任一点的各种空时特性。这类信道模型主要用于小区规划。 确定性模型实现方法主要有双向无线信道、射线跟踪技术、几何绕射和一致性绕射理论的方法，以及时域有限差分（FDTD）法。目前，运用最为广泛的是基于几何光学和一致性几何绕射理论的射线跟踪技术。射线跟踪的基本思想是：将发射点视为点源，其发射的电磁波作为向各个方向传输的射线，对每条射线进行跟踪，在遇到阻碍物时按反射、折射或绕射来进行场强计算，在接收点将到达该点的各条射线合并，从而实现传播预测。射线跟踪可以得到每条路径的幅度、时间延迟和到达角，以预测信号电平、时域色散和信道冲激响应，随之一系列参数如功率延迟谱、均方根延迟扩展和相关带宽等就可确定。射线追踪技术还能够结合天线的辐射图，分别考虑辐射图对每条射线的影响。 半确定性模型 由于统计性模型误差较大而确定性模型复杂性较高，实现较为困难等原因，出现了介于两种模型之间的半确定性模型，半确定性模型是综合上述两种模型优点发展起来的一种低复杂性、又能较好符合于实际环境的一种信道模型。半确定性模型的实现主要有两种方法，即基于几何统计的信道实现方法和相关矩阵法。 主要有以下两种方法： 基于几何统计法（SCM信道模型、SCME信道模型、WINNER信道模型） 相关矩阵法（3GPP LTE信道模型和IEEE 802.11n信道模型 ） 基于几何统计法 SCM信道模型 SCME信道模型 WINNER信道模型 SCM信道模型 基于射线法的SCM信道模型更能反映MIMO信道的每次实现的变化特性，且可用于链路级和系统级仿真。 SCM信道模型，是较为常用的MIMO信道建模方法，与相关矩阵法相比，计算量明显较小。 SCME、WINNER模型都是SCM模型的延伸。 SCM /SCME场景： Suburban macrocell (approximately 3Km distance BS to BS) Urban macrocell (approximately 3Km distance BS to BS) Urban microcell (less than 1Km distance BS to BS) SCM信道模型 BS→MS f:Azimuth arrival angle AoA j:Azimuth departure angle AoD t:Delay s:RMS angle spread of AoA/AOD cluster-wise RMS angle spread of AoA SCM信道模型 Cluster and subpath： 多径环境有n条径，每条径由m条子径组成； 每条径内所有子径的时延特性完全相同，并且每条径是它的子径共同作用的结果，因此多径环境可以用各径的时延和相对径衰落来描述；但各径的这种时延和相对径衰