瑞利分布

时间:2025-03-30 22:15:07 计算机

瑞利分布(Rayleigh distribution)是一种 平稳窄带高斯过程,其包络的一维分布是瑞利分布。它通常用于描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接受包络的统计时变特性。瑞利分布的均值为 $\sqrt{\frac{1}{2\pi}\sigma^2}$,方差为 $2 - \frac{1}{2\pi}\sigma^2$。

瑞利分布的推导过程可以基于两个独立且同分布的正态随机变量。假设这两个正态随机变量的标准差为 $\sigma$,则它们的模的平方服从自由度为2的χ²分布(即卡方分布),其概率密度函数为:

$$f(r) = \frac{r}{\sigma^2} e^{-\frac{r^2}{2\sigma^2}}, \quad r \geq 0$$

这个概率密度函数即为瑞利分布的概率密度函数。

瑞利分布在通信工程中有广泛应用,特别是在无线网络和信号处理领域。例如,在描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接受包络时,瑞利分布是一个常用的模型。此外,瑞利分布也用于推导瑞利衰落信道模型,该模型假设到达接收机的每一个信号分量都是独立同分布的随机变量,并且其包络服从瑞利分布,相位服从均匀分布。