信道模型是无线信号传播所通过的通信信道的效果的数学表示。信道模型可以表示信号在无线介质中传播时所产生的功率损耗。在更一般的情况下，信道模型在时域是信道介质的脉冲响应，在频域是其傅里叶变换。无线通信系统的信道脉冲响应通常随时间随机变化。
通过使用Matlab中的无线系统设计使用频道模型®和模拟金宝app®，您可以优化链接性能，执行系统架构权衡，并对整体系统性能提供逼真的评估。
频道模型可以分为四类：
- 路径损耗
- 纯粹的随机
- 空间
- 射线跟踪
路径损耗
路径损耗信道模型表示传输信号在穿越无线介质时所减少的功率。它们对信号不做任何滤波。这些信道模型是基于信号传播的介质，如自由空间、雨、雾或气体。你可以使用fsplMATLAB中的函数来计算通信链路的可用空间路径损耗。
纯粹的随机
纯随机信道模型处理热噪声的产生和多径衰落信道。它们不需要任何被建模的连杆的几何知识。加性高斯白噪声(AWGN)信道模拟了接收机前端的电子噪声。这种噪声的频谱是平坦的，其振幅遵循高斯的pdf格式。您可以使用通信工具箱™情况下函数来模拟将此噪声添加到信号。
多径衰落信道呈现延迟扩展，其中传输信号的多个副本到达接收器。这些副本通常衰减并且相对于原始相位移动。该通道可以用脉冲响应进行建模。下图显示了代表性脉冲响应的MATLAB时域图。
matlab脉冲响应图。
频道的延迟扩展是具有显着能量的第一和最后一个多径组件之间的持续时间。如果延迟扩展的倒数远大于信号带宽，则衰落称为频率平。如果倒数与信号带宽相当或小于信号带宽，则衰落称为频率选择性。下面的MATLAB图显示了频率选择信道与上述脉冲响应的响应。
频率选择通道频率响应。
空间
现代无线系统通常使用波束成形以将能量引向所需的接收器，远离干扰。波束成形需要收发器使用天线阵列，从而产生多输入多输出（MIMO）系统。Spatial频道模型是开发的，以更好地代表MIMO链接，因为之前开发的频道模型没有考虑阵列几何和数组响应。顾名思义，这些信道模型使得能够预测无线系统中的信号的偏离（AOD）和到达（AOA）的预测。这些模型通常定义将发送信号反射到接收器的散射器。下图描绘了这些散射体，也称为簇，有两个圆圈。
发射器和接收器之间的散射仪。
这WINNER II渠道模式是一种空间信道模型(SCM)，它利用簇延迟线(CDL)来建模单个链路和多链路系统。
射线跟踪
在空间通道模型未明确指定散射仪的位置，射线跟踪信道模型执行。它们使用精确的构建位置信息来生成室外频道模型，以及精确的房间信息以产生室内型号。光线跟踪分析的一个输出是可以用于过滤输入信号的脉冲响应。
下图显示了在实际城市环境中，由通信工具箱生成的发射机和接收机之间的代表性点对点分析光线跟踪功能。
城市点对点分析。
为什么渠道模式很重要?
- 它们对于预测单用户场景中的链接性能（例如，BER）至关重要。
- 在多用户场景中，它们对于预测系统性能(例如吞吐量、延迟)至关重要。
- 它们减少了对昂贵的渠道度量项目的需求。
通信工具箱那5 g工具箱™那WLAN Toolbox™那LTE Toolbox™,相控阵系统工具箱在上述所有类别中为通用和基于标准的应用程序提供大量通道模型。
