移动通信的用户由于要进行自由移动,其位置不受束缚。所以必须利用无线电波进行传输,但与有线传播媒介相比,无线电波的传播特性一般都很差,而且不同用户的传播信号在传播过程中还会互相干扰。因此建立无线传输系统远比有线系统复杂。首先,移动通信的工作环境十分复杂,电波不仅会随着传播的距离的增加而发生弥散损耗,并且会受到地形、建筑物的遮蔽而发生“阴影效应”,而且信号经过多点反射,会从多条路径到达接收地点,这种多径信号的幅度、相位和到达时间都不一样,它们相互叠加会产生电平快衰落和时延扩展;其次,移动通信常常在快速移动中进行,这不仅引起多谱勒频移,产生随机调频,而且会使得电波传播特性发生快速的随机起伏。因此,可以认为无线传播环境是一种随时间、环境和其它外部因素而变化的传播环境。
    通常,无线信道的传播模型可分为Large-Scale(大尺度)传播模型和Small-Scale(小尺度)传播模型两种[2]。 Large-Scale模型主要用于描述发射机与接收机( T-R)之间长距离(几百或几千米)上的信号强度变化。 Small-Scale模型用于描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内接收信号强度的快速变化(见图 1-2-1)。但两种模型并不是相互独立的,在同一个无线信道中,既存在Large-Scale衰减,也存在Small-Scale衰落,一般而言, Large-Scale表征了接收信号在一定时间内的均值随传播距离和环境的变化而呈现的缓慢变化, Small-Scale表征了接收信号短时间内的快速波动。因此,实际的无线信道衰落因子可表示为:

信道模拟python 信道模拟仪_信道模拟python

式中,

信道模拟python 信道模拟仪_Small_02

表示信道的衰落因子,

信道模拟python 信道模拟仪_ci_03

表示 Small-Scale 衰落, ζ (t)表示 Large-Scale 衰落。

信道模拟python 信道模拟仪_Small_04

 无线信道衰落示意图

    无线信道模拟器即为模拟仿真这些特性的设备,这类设备支持的常见信道模型如下所示:

标准信道模型

3GPP LTE、 WCDMA、 GSM、 3GPP2(IS-54、 IS 95)、 TETRA、 ITU 3G、 WLAN、 DVB-T/H

可选信道模型

LET Advanced 评 测 模 型、 IMT- Advanced 模 型、 SCM、 SCME 模 型、 WINNER、

WINNER+、 TD-LTE、 IEEE802.11 WLAN 模型

衰落

常数、瑞利(Rayleigh)、莱斯(Rice)、中上(Nakagami)、对数正态、铃木 (Suzuki)、纯多普勒、平坦、圆形、高斯、杰克斯(Jakes)、巴特沃斯(Butterworth)、用户定义轮廓、

来自第三方仿真工具和射线跟踪应用的模型

时延

常数、正弦滑动时延、线性滑动时延、 3GPP 增消、 3GPP 滑动时延组、用户定义、第三方仿真工具的时延轮廓和射线跟踪应用

自由空间衰落、阴影衰落、多径时延、瑞利、莱斯、多普勒谱特性(平坦谱、圆形、高斯Ⅰ型、高斯Ⅱ型、经典3dB、6dB Jakes);

Okumura模型、Hata模型、COST207模型、COST-231 Hata模型、Walfisch-lkegami 模型、Leem模型、Suzuki模型、动态衰落时延模型(固定延时、滑动延时(正弦、线性)、Birth-death延时)

C.Loo模型、Corazza模型、Luts模型、lognormal Rician Rayleigh(LR2)模型;

后续将依次介绍各种模型的仿真建模

参考文献:移动传播环境