信道仿真的目的是模擬傳輸信道對無線信號的影響，用以測試通信系統的表現。簡單的理解，信道仿真就是按照某種模型對無線信號進行處理。

1. 無線信號在信道中傳輸效應

陰影效應：由大型建筑物和其它物體的阻擋，在電波傳播的接收區域中產生傳播半盲區。它類似于太陽光受阻擋后可產生的陰影，光波的波長較短，因此陰影可見，電磁波波長較長，陰影不可見，但是接收終端(如手機)與專用儀表可以測試出來。

遠近效應：由于接收用戶的隨機移動性，移動用戶與基站之間的距離也是在隨機變化，若各移動用戶發射信號功率一樣，那么到達基站時信號的強弱將不同，離基站近者信號強，離基站遠者信號弱。通信系統中的非線性將進一步加重信號強弱的不平衡性，甚至出現了以強壓弱的現象，并使弱者，即離基站較遠的用戶產生掉話(通信中斷)現象，通常稱這一現象為遠近效應。

多徑效應：由于接收者所處地理環境的復雜性、使得接收到的信號不僅有直射波的主徑信號，還有從不同建筑物反射過來以及繞射過來的多條不同路徑信號。而且它們到達時的信號強度，到達時間以及到達時的載波相位都是不一樣的。所接收到的信號是上述各路徑信號的矢量和，也就是說各徑之間可能產生自干擾，稱這類自干擾為多徑干擾或多徑效應。

多普勒效應：它是由于接收用戶處于高速移動中，比如車載通信時傳播頻率的擴散而引起的，其擴散程度與用戶運動速度成正比。這一現象只產生在高速(≥70km/h)車載通信時，而對于通常慢速移動的步行和準靜態的室內通信，則不予考慮。

2. 衰落

把信道對信號的影響稱為衰落，可分為三類：大尺度衰落、中尺度衰落和小尺度衰落（有文獻將中尺度衰落歸在大尺度衰落中）。

?大尺度衰落主要指路徑損耗，隨著傳輸距離的增加而持續增加；

中尺度衰落主要指陰影衰落，無線信號在傳播路徑上受到建筑物等的阻擋產生的陰影效應而產生的損耗，它反映了在中等范圍內（數百波長量級）的接收信號電平平均值起伏變化的趨勢。 這類損耗一般為無線傳播所特有的。它服從對數正態分布，其變化率比傳送信息率慢，又稱為慢衰落。

小尺度衰落受多徑效應影響，它反映微觀小范圍（數十波長以下量級）接收電平平均值的起伏變化趨勢。它一般服從瑞利、萊斯、納卡伽米分布，其變化速率較快，故稱快衰落。快和慢沒有嚴格的數學定義，粗略地說，如果在一個符號的時間里，變化不大，則認為是慢衰落。反之， 如果在一個符號的時間里，有明顯變化，則認為是快衰落。小尺度衰落對無線信號影響最深。快衰落又可分為：空間選擇性快衰落、頻率選擇性快衰落、時間選擇性快衰落。

空間選擇性衰落，是指在不同的地點與空間位置衰落特性不一樣。它是由于開放型的時變信道使天線的點波束產生了擴散而引起了空間選擇性衰落。它通常又被稱為平坦瑞利衰落。這里的平坦特性是指在時域、頻域中不存在選擇性衰落。最有效的克服手段是空間分集和其他空域處理方法。

頻率選擇性衰落，是指在不同的頻段上衰落特性不一樣。它是信道在時域的時延擴散而引起了在頻域的選擇性衰落。最有效的克服方法有自適應均衡、OFDM及CDMA系統中的RAKE接收等。

?時間選擇性衰落??是指在不同的時間衰落特性不一樣。由于用戶的高速移動在頻域引起了多普勒頻移，在相應的時域上其波形產生了時間選擇性衰落。最有效的克服方法是采用信道交織編碼技術。即將由于時間選擇性衰落帶來的大突發性差錯信道改造成為近似性獨立差錯的AWGN信道。

一般來說，多路信號到達接收機的時間有先有后，即有相對時間延遲。如果這些相對時延遠小于一個符號的時間，則可以認為多路信號幾乎是同時到達接收機的。這種情況下多徑不會造成符號間的干擾。這種衰落稱為平坦衰落，因為這種信道的頻率響應在所用的頻段內是平坦的。相反地，如果多路信號的相對時延與一個符號的時間相比不可忽略，那么當多路信號迭加時，不同時間的符號就會重疊在一起，造成符號間的干擾。這種衰落稱為頻率選擇性衰落，因為這種信道的頻率響應在所用的頻段內是不平坦的。

3. 衰落的模型描述

3.1? 路徑損耗

描述路徑損耗的模型有自由空間模型、對數路徑損耗模型、Hata-Okumura模型等。

自由空間模型，建立在無線信號理想傳播條件，天線周圍為無限大真空環境，傳播路徑上無障礙物，信號不會被吸收，也不會有發射和散射。自由空間模型下，路徑損耗的數學描述為：，其中，d為發射機與接收機的距離，f為載波頻率。

對數路徑損耗模型，引入隨著環境改變的路徑損耗指數n來修正自由空間模型。對數路徑損耗模型下，路徑損耗的數學描述為：，其中，d0為參考距離，在參考距離內，路徑損耗具有自由空間損耗的特點。

Hata-Okumura模型，以大城市地區準平坦地形的場強中值路徑損耗作為基準，對于不同的傳播環境和地形條件等因素用校正因子加以修正。

3.2 陰影衰落

陰影衰落服從對數正態分布。

3.3 小尺度衰落

對于小尺度衰落，接收信號包絡一般符合幾種典型分布，瑞利分布、萊斯分布、Nakagami分布等。關于瑞利分布、萊斯分布、Nakagami分布的介紹可參考?https://blog.csdn.net/a493823882/article/details/78264608

3.4 信道衰減模型

信道衰減模型，可參考http://www.doc88.com/p-0701770386658.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的信道仿真学习（一）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。