毫米波信道中衰落事件的时间特性分析

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：Temporal Characterization of Fade Events in mmWave Channels

　　

摘要：

毫米波通信系统的工作环境与低频通信系统有显著不同，其特点包括路径损耗增加、有效散射减少以及对视距链路的依赖性增强。在这种条件下，准确描述衰落事件的时间特性对于评估链路可靠性和动态性能至关重要。本文通过分析不同归一化阈值水平下包络波动的重复性和持续性，研究了毫米波信道中的衰落时间行为。采用了一种建模方法：快速包络变化通过条件公式进行描述，而较慢的信道波动则通过潜在尺度机制来体现，这种方法自然地通过贝叶斯建模视角处理了不确定性。由此得到的包络表示方法能够在不依赖导数假设的情况下，一致地评估时间衰落指标。文中推导出了与衰落事件相关的关键量的解析和半解析公式，包括包络的累积行为、电平交叉的频率以及衰落的平均持续时间。基于蒙特卡洛仿真的数值结果与常用的衰落模型进行了比较，从而可以直接评估毫米波传播条件下的预测时间动态。研究结果表明，所提出的公式能够捕捉到快速信号波动和较慢信道变化的综合效应，为高频无线信道中衰落事件的时间特性提供了物理上一致的基础。