一、瑞利衰落信道
1、概念
信號通過無線信道之後,其信號的幅度是隨機的,即“衰落”,並且其包絡服從瑞利分佈,這樣的信道叫做“瑞利信道”。
2、適用的條件
瑞利信道只適用於從發射機到接收機不存在直射信號的情況,也就是說是經過發射、折射或者衍射到達接收機的。
這一信道模型能夠描述電離層和對流層發射的短波信道,以及建築物密集的城市環境。
如果發射機和接收機存在直射信道,那麼信道模型就用萊斯衰落信道來描述。
瑞利衰落屬於小尺度的衰落效應,它總是疊加於如陰影、衰減等大尺度衰落效應上。
3、瑞利分佈
當一個隨機二維向量的兩個分量呈獨立的、有着相同的方差的正態分佈時,這個向量的模呈瑞利分佈。
瑞利分佈的概率密度函數爲:
圖1:瑞利分佈的概率密度函數
4、多普勒頻移
信道衰落的快慢與發射端和接收端的相對運動速度的大小有關,相對運動導致的是接收信號的多普勒頻移。在考慮信道模型的時候一定要考慮發送方和接受方的相對速度。
5、幅度穿越率(LCR,levelcrossing rate)
對衰落快慢的一種度量。LCR 給出衰落信號的幅度以怎樣的頻率穿越某一門限,通常按照正向穿越方向進行計算。瑞利衰落的LCR爲
其中是最大多普勒頻偏,爲對信號的均方根進行歸一化的信號門限值:
二、萊斯衰落信道
1、概念
如果收到的信號中除了經反射折射散射等來的信號外, 還有從發射機直接到達接收機 (如從衛星直接到達地面接收機)的信號,那麼總信號的強度服從分佈萊斯, 故稱爲萊斯衰落。
萊斯信道是當移動臺與基站間存在直射波信號時,即有一條主路徑,通過主路徑傳輸過來被接收的信號爲一個穩定幅度Ak和相 位φk,其餘多徑傳輸過來的信號仍如“瑞利衰落概率模型”所述。
2、萊斯分佈
萊斯分佈(Ricedistribution或Rician distribution)是一種連續概率分佈,其概率密度函數爲:
其中I0是修正的第一類零階貝塞爾函數(Bessel function)。當時,萊斯分佈退化爲瑞利分佈。
三、高斯信道
1、概念
高斯信道是恆參信道,指的是信號通過信道之後會疊加一個高斯白噪聲,信道如:衛星通信,光纖信道,同軸電纜等。