【LTE基础知识】移动无线信道统计分析

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【LTE基础知识】移动无线信道统计分析

瑞利分布

    如果衰落是由各向同性的多径引起的，则接收到的信号是一个复高斯随机过程，复高斯随机过程的包络服从瑞利分布，相位服从均匀分布，因此这样的衰落信号称为瑞利衰落。

  在移动通信信道中，由于基站和移动台之间的反射体、散射体和折射体的数量是相当多的，所以信道的冲激响应表示如下：

，

  其中，L代表到达多径的条数；

    Al代表第l条路径的信号幅度；

  τl代表第l条路径相对第一条路径（τ=0）的时延；

  φl代表第l条路径的信号相位。

  当径数较多时，可假设没有直射信道，因此信道的冲激响应h(τ)可以看成一个零均值复高斯过程，其包络的值A符合瑞利分布，分布函数p(A)为：

。

  信号包络的均值为   ，方差为σ2。

  相位φ符合均匀分布的，分布函数p(Φ)：

   。

  此种信道被称为瑞利信道。

  值得注意的是，瑞利衰落和时间选择性衰落、空间选择性衰落、频率选择性衰落是两个层面、两个角度的概念，不能混在一起。

  当发射机和接收机之间没有很强的视距传播路径时，瑞利分布是一个很好的信道传播模型。它可以适当地表示市区中的信道条件，其中大楼会阻碍视距传播路径，而且信号被各种物体反射后，在接收端时间上被展宽。

莱斯分布

  当移动台与基站间存在直射波信号时，即有一条主路径，通过主路径接收到一个稳定幅度Ak和相位φk的信号；或者在媒质中，除了随机运动散射分量外，还存在固定散射或信号反射分量，但其余多径传输过来的信号仍如上面“瑞利衰落概率模型”所述。这种情况下，其信号幅度包络的值A的概率分布不再具有零均值，其分布函数p(A)为：

  此种信道被称为莱斯信道。其中I0为贝塞尔零阶函数。

  需要注意的是瑞利衰落是莱斯衰落的特殊形式。快衰落不等同于瑞利衰落，如果多径中存在一条主径，则接收到的信号幅度包络服从莱斯分布，这样的衰落就是莱斯衰落。

  在农村环境中，阻碍信号物体较少，多径信号包括一条很强的视距传播路径以及少量的反射路径，频谱功率呈莱斯分布。直射路径的到达角度和直射路径与其它路径之间的功率之比相结合，决定了来自直射路径能量对多径衰落的正态瑞利模型会有多大影响。

对数正态分布

  由于建筑物或自然界特征的阻塞效应引起的衰落，在时域上表现为慢速扰动，即称长期衰落（long-term fading）。接收信号幅度值近似服从对数正态分布，其概率密度函数为：

    x为表示信号电平慢扰动的随机变量，σ的标准值为8dB。