2.3 信道模型
在研究和评估各种无线通信技术时，都需要用到无线信道模型，它是描绘复杂无 线信号传播的有效手段。因此，如何准确而高效地建立信道模型一直是研究的热点。 下面介绍一些经典的信道建模方法和信道模型。
2.3.1 信道建模方法
现有的信道建模方法主要分为统计性建模方法、确定性建模方法和半确定性建模方法，具体分类如图2-5所示。
（1）统计性建模方法主要依赖于信道测量，是基于无线信道的各种统计特性来建立信道模型的。
基于统计特性的建模方法需要给出AOD、AOA、PAS、AS等一系列参数。统计性建模方法能够较为全面地反映MIMO信道的衰落特性，特别是信道的空间衰落特性，这种方法的优点是建立的模型的复杂度较低，具有一定的通用性；缺点是和实际的信道有较大偏差。统计性建模方法分为瑞利信道法和莱斯信道法，基于统计特性建立的模型主要有李氏模型、离散均匀分布模型等。
（2）确定性建模方法利用传播环境的具体地理和形态信息，依据电磁波传播理论或者光学射线理论来分析并预测无线传播模型。该方法要求得到非常详细的信道环境信息，如地理特征、建筑结构、位置和材料特性等，环境描述的精度越高，模型越接近实际的传播情况。确定性建模方法分为信道冲击响应测量数据法和射线追踪法。信道冲击响应测量数据法首先对实际通信信道的衰落进行测量，得到此通信环境下电磁波传播的信道冲击响应的测量数据，然后利用正弦波叠加的方法来模拟信道。这一建模方法的优点是建模复杂度较低，过程也简单，而且很精确；但是该建模方法只能表示当前环境的通信场景，一旦通信环境改变，就需要重新进行测量，因此该建模方法适用于特定的传播环境。
射线追踪法在发射端通过多条传输射线来模拟实际的发射信号，射线在传输过程中会受到各种障碍物的阻碍作用，经历了发射、散射和衍射等多种传输机制，最终到达接收点。通过这种方法，能够计算出信号的幅度、相位、到达角及传输时延等有效信息，进而可以构建出信道矩阵H。这一建模方法的优点是能够获得较为准确的传播预测，但是计算时间较长，而且对仿真的内存需求也很大。
（3）半确定性建模方法基于确定性建模方法用于一般的市区或室内环境中导出的公式，为改善公式的精度，使其保持和实验结果的一致性，需要根据实验结果对公式进行适当的修正。我们通常使用半确定性建模方法来仿真。半确定性建模方法建立的模型是综合上述两种模型的优点发展起来的一种低复杂性，又能较好地符合实际环境的一种信道模型。这种模型的实现方法主要有两种，即几何统计法和相关矩阵法。几何统计法是对确定性建模方法中的射线追踪法的一种简化，它不需要详细地知道信道环境，也不需要对特定的环境生成电子地图。它根据一定的统计特性，在基站和移动台周围随机散布散射体组，对于每一个散射体组中的散射体要符合测量统计出来的特定角度时延功率谱。每个散射体组对应信道模型中的一条路径，而每组中散射体反射、散射和绕射到接收端的射线就组成路径中的各条子路径。用射线追踪法来确定每条射线的角度、时延等信道参数。在接收端将这些射线叠加起来就得到了信道冲激响应。
几何统计法的优点是不依赖于传播环境中散射体的分布情况，只要改变信道的传输参数，就可以进行场景的切换。相关矩阵法是根据基站端和用户端的相关矩阵，通过笛卡儿卷积得到各传输链路间的系数。其优点是模型简单，计算量小。
