历史

针对无线信道的建模与仿真，前人已经提出了许多方法。Clarke曾经提出了经典的Clarke模型，针对此模型有不同的仿真模型。有正弦波叠加法，之后Jakes提出了简化的SOS模型，并被广泛接受。然而Jakes模型存在明显的不足：信道非平稳，信道正交分量之间相关性强，不能用来构建多径频率选择性衰落信道等。因此，关于Jakes模型的改进一直在进行中。Pop和Beaulieu曾引入随机平均分布相位，解决了信道非平稳性问题，但仍不能生成多径非相关信道。YahongR.Zheng和ChenshanXiao提出了几种模型，大大改善了瑞利衰落信道正交分量间的非相关性，并且认为此类模型适用于多径瑞利衰落信道。

上面所述的信道仿真都是针对Clarke模型假设的各向同性传播环境。事实上，无线信道大多处于复杂的传播环境中，信道中的散射分量并非完全无方向性，而是常常具有各向异性的特点。采用AR模型可以反映出复杂环境对衰落信道二阶统计特性产生的重大影响。

从另一角度来考虑，可以利用信道的记忆性来对下一时刻信道的状态进行预测，这就是Markov衰落信道模型。多年来，很多研究工作都利用了Markov模型，对各种实际衰落信道进行分析。最初，E.N.Gilbert和E.O.Elliott提出被广泛分析和使用的应用用于突发噪声信道的Gilbert-Elliott模型，在此基础上，人们研究了更加复杂的信道模型，比如隐形Markov链。Markov模型将信道分为有限个状态，利用信道的记忆性对下一时刻的状态进行预测，当信道为快衰落时需要大量的状态和转移概率，使得该模型有时也过于复杂。

定义及意义

无线传播模型是为了更好的更准确的研究无线传播而设计出来的一种模型。

传播模型是非常重要的。传播模型是移动通信网小区规划的基础。模型的价值就是保证了精度，同时节省了人力、费用和时间。在规划某-区域的蜂窝系统之前，选择信号覆盖区的蜂窝站址使其互不干扰，是一个重要的任务。如果不用预期方法，唯-的方法就是尝试法，通过实际测量进行。这就要进行蜂窝站址覆盖区的测量，在所建议的方案中，选择最佳者。这种方法费钱，费力。利用高精度的预期方法并通过计算机计算，通过比较和评估计算机输出的所有方案的性能，我们就能够很容易地选出最佳蜂窝站址配置方案。因此，可以说传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理，运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。由于我国幅员辽阔，各省、市的无线传播环境千差万别。例如，处于丘陵地区的城市与处于平原地区的城市相比，其传播环境有很大不同，两者的传播模型也会存在较大差异。因此如果仅仅根据经验而无视各地不同地形、地貌、建筑物、植被等参数的影响，必然会导致所建成的网络或者存在覆盖、质量问题，或者所建基站过于密集，造成资源浪费。随着我国移动通信网络的飞速发展，各运营商越来越重视传播模型与本地区环境相匹配的问题。

一个优秀的移动无线传播模型要具有能够根据不同的特征地貌轮廓，像平原、丘陵、山谷等，或者是不同的人造环境，例如开阔地、郊区、市区等，做出适当的调整。这些环境因素涉及了传播模型中的很多变量，它们都起着重要的作用。因此，一个良好的移动无线传播模型是很难形成的。为了完善模型，就需要利用统计方法，测量出大量的数据，对模型进行校正。一个好的模型还应该简单易用。模型应该表述清楚，不应该给用户提供任何主观判断和解释，因为主观判断和解释往往在同-区域会得出不同的预期值。一个好的模型应具有好的公认度和可接受性。应用不同的模型时，得到的结构有可能不-致。良好的公认度就显得非常重要了。

无线传播的方式

电磁波的传播方式是多种多样的，发射机天线发出的无线电波，可以从不同的路径到达接收机，如图所示。图1中，直射波是指从发射天线直接到达接收天线的电波；反射波是指从发射机发出后经过地面反射到达接收机的电波；地表面波是指从发射机发出的沿地球表面传播的电波。总体上，可以将无线传播归结为反射、绕射和散射3种方式。

图1 无线传播

特点

极为随机，难于分析，难于模拟；非视距、多径、运动、造成衰落。

在无线通信系统中，电波遇到各种障碍物时会发生反射和散射现象，它对直射波会有干扰，即产生多径衰落现象。

由于在天线的周围为无限大的真空，因此，直射波在传播时，可以认为是在理想信道中传播。在理想信道中传播的电磁波在传播时其能量不会被障碍物所吸收，也不会产生反射、散射和绕射。但电波传播过程中仍会因为辐射能量的扩散而衰减。

在实际的移动通信中，电波在低层大气中传播，会受到大气中不均匀的介质、温度和气压的影响，产生折射和吸收现象，对于900MHz及其以下的波段产生的折射尤为突出，将直接影响视线传播的极限距离。

分类

对于传播模型的研究，目前采用的研究方法主要有：对给定范围内平均接收场强进行预测，估算特定位置附近场强的变化。用于预测平均场强并估计无线覆盖范围的传播模型，由于它们描述的是发射机与接收机之间长距离的场强变化，通常将这种模型称为大尺度传播模型；而描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动的传播模型，称为是小尺度衰减模型。

5.1大尺度传播模型

 听语音

描述了长距离内接收信号的强度的缓慢变化，这些变化是由发射天线和接收天线之间传播路径上的障碍物遮挡造成的。

主要的模型代表由：Lee模型、Okumura-Hata模型、COST231-Hata模型、Walfisch-Ikegami模型、室内传播模型

5.2小尺度模型

 听语音

描述短距离或短时间内接收信号强度快速变化的模型。

主要的模型代表：AGWN模型、Raleigh时变信道模型、伦琴衰落模型。

在规划中一般只考虑大尺度衰落，关心的是接收点信号场强的平均值，因此只用到大尺度传播模型，而小尺度衰落一般用在理论研究中，用于传输技术的选择和数字接收机的设计，在规划中一般不予考虑。