无线通信原理2023春郑贱平 Lecture1信道模型 2023-2-17 当前无线通信理论和技术绝大部分都是在给定信道条件下，分析其容量、最大分集度 自由度等性能指标，并设计通近或可达这些性能限的收发端结构。因此无线通信信道的学习 是本课程无线通信原理的基础。 Remark 1:一般认为信道是由通信环境确定、客观不变的，收发端设计的目标是匹配信 道。但在当前的智能反射面RS辅助通信中，通过设计合适的RS反射系数等，可以构造 理想的等效信道。等效信道可以从两方面获得性能增益：一方面和经典的预编码结构（包括 OFDM)一样将复杂信道等效为便于处理实现的等效信道：另一方面提升系统的容量、分集、 误码率等方面的性能。 等效复基带的一般信道模型可表示为 -2Am时m-小：间 (1) 其中m]和wm]分别是第m个时刻的接收和噪声采样信号，xm-是第m个时刻的发送信 号，Mm]是第I条径在第m时刻的信道增益，L是多径数目。 Remark2:这里我们假定离散信号小、网是连续信号x0)、)在=nT,时刻的采样。 连续信号x0)是-W2,W2]上的带限信号，根据Nyquist采样定理，采样间隔T=1/W。当接 收端采样间隔I</W时，称为过采样(oversampling)。过采样技术通常应用在不理想信道 条件下（如未知时延、量化输出等）以估计信道参数或者改善系统性能。当发送端脉冲以高 于yquist速率发送时，称为超Nyquist(FTN)传输，此时能提高传输速率但相应的由于 SI的引入使得接收端信号处理变得复杂。 Remark3:自由度一般定义为信号向量/矩阵中自由变量的个数。根据yqusit采样定理， 符号时间为T的连续信号可得互不相关的WT个复数域采样点，因此在复数维上自由度为 WT,实数维上自由度为2WT。 1、线性时不变(LT)信道 公式(1)给出的是双选信道（时间和频率选择性）的一般模型。这里首先刻画频率选 择性，不失一般性和简单起见，假设信道是时不变的即hm=么，此时公式(1)可重写 为 无线通信原理 2023 春 郑贱平 Lecture 1 信道模型 2023-2-17 当前无线通信理论和技术绝大部分都是在给定信道条件下，分析其容量、最大分集度、 自由度等性能指标，并设计逼近或可达这些性能限的收发端结构。因此无线通信信道的学习 是本课程无线通信原理的基础。 Remark 1：一般认为信道是由通信环境确定、客观不变的，收发端设计的目标是匹配信 道。但在当前的智能反射面 IRS 辅助通信中，通过设计合适的 IRS 反射系数等，可以构造 理想的等效信道。等效信道可以从两方面获得性能增益：一方面和经典的预编码结构（包括 OFDM）一样将复杂信道等效为便于处理实现的等效信道；另一方面提升系统的容量、分集、 误码率等方面的性能。 等效复基带的一般信道模型可表示为 1 0 [ ] [ ] [ ] [ ] L l l y m h m x m l w m − = = − +  （1） 其中,y[m]和 w[m]分别是第 m 个时刻的接收和噪声采样信号，x[m-l]是第 m-l 个时刻的发送信 号，hl[m]是第 l 条径在第 m 时刻的信道增益，L 是多径数目。 Remark 2：这里我们假定离散信号 x[n]、y[n]是连续信号 x(t)、y(t)在 t=nTs 时刻的采样。 连续信号 x(t)是[-W/2, W/2]上的带限信号，根据 Nyquist 采样定理，采样间隔 Ts=1/W。当接 收端采样间隔 Ts<1/W 时，称为过采样（oversampling）。过采样技术通常应用在不理想信道 条件下（如未知时延、量化输出等）以估计信道参数或者改善系统性能。当发送端脉冲以高 于 Nyquist 速率发送时，称为超 Nyquist（FTN）传输，此时能提高传输速率但相应的由于 ISI 的引入使得接收端信号处理变得复杂。 Remark 3：自由度一般定义为信号向量/矩阵中自由变量的个数。根据 Nyqusit 采样定理， 符号时间为 T 的连续信号可得互不相关的 WT 个复数域采样点，因此在复数维上自由度为 WT，实数维上自由度为 2WT。 1、线性时不变（LTI）信道 公式（1）给出的是双选信道（时间和频率选择性）的一般模型。这里首先刻画频率选 择性，不失一般性和简单起见，假设信道是时不变的即 [ ] l l h m h = ，此时公式（1）可重写 为