16、多径移动信道中接收信号 I 和 Q 分量的相关系数分析

多径移动信道中接收信号 I 和 Q 分量的相关系数分析

在未来的移动通信领域，为了支持实时多媒体通信，需要在丰富的多径信道中实现高频谱利用率的高比特率传输系统。像正交频分复用（OFDM）、多输入多输出（MIMO）等技术，以及 M 进制正交幅度调制（M - ary QAM）与相干检测的结合，都在为此目标不断发展。而这些系统的设计，离不开对多径信道中接收信号 I 和 Q 分量相关性的研究。

1. 研究背景与需求

未来移动通信对高频谱利用率和高比特率传输的需求，促使多种先进技术被广泛研究和应用。OFDM 利用大量窄带子信道克服频率选择性衰落，MIMO 技术需要天线间具有特定的多径特性和低相关系数，M - ary QAM 检测则需要准确补偿子信道的 I 和 Q 分量，这通常通过在信息数据中插入导频信号来实现。

导频信号的插入间隔和分配方式对传输效率和误比特率（BER）有重要影响。在多径信道中，终端移动会导致子信道的 I、Q 分量和相位不规则变化，使得子信道无法直接作为传输线使用。通过每隔一定间隔（如 10Tsy，对应 0.1λ [m] 运行距离）用导频信号进行补偿，I 和 Q 分量会变得稳定，子信道才能用于传输。在 OFDM 和 M - ary QAM 结合的系统中，导频信号在时频域分配，且导频信号间需有高相关系数。

2. 传播模型与分析模型

2.1 传播模型

在移动无线信道中，大量波通过多条路径到达接收点，每个波具有特定的幅度、延迟时间和随机到达角度。这些波相互干扰，产生驻波，使接收信号幅度随终端移动而变化，呈现瑞利或 Nakagami - Rice 分布。

具体条件如下：
- 到达波数量