在移动通信系统中，如何建立适用于复杂环境的大尺度与小尺度信道衰落模型？请提供建模过程和必要的数学描述。

在移动通信系统中，建立信道衰落模型对于理解信号在无线环境中的传播特性和性能预测至关重要。大尺度衰落模型主要描述了信号在远距离传播过程中的衰减，通常使用自由空间传播模型、Okumura-Hata模型或COST 231模型等进行描述。自由空间传播模型适用于理想条件下的信号传播计算，考虑了距离和频率的影响。而Okumura-Hata模型和COST 231模型则适用于城市环境，加入了地形、建筑物等因素的影响。大尺度衰落的数学表达式可表示为L(dB) = L(f,d) + F(h_t,h_r) + G，其中L(f,d)代表基本路径损耗，F(h_t,h_r)为频率和天线高度的函数，G为系统增益。

参考资源链接：[移动通信无线信道特性：大尺度与小尺度衰落分析](https://wenku.csdn.net/doc/3sroo0kc28?spm=1055.2569.3001.10343)

小尺度衰落模型描述了短距离或短时间内信号强度的快速波动，典型的模型有Ricean衰落模型和Rayleigh衰落模型。Ricean衰落适用于存在直射信号的情况，而Rayleigh衰落适用于没有直射信号的情况。小尺度衰落的数学表达式可表示为η = ζ + ξ，其中ζ是大尺度衰落，ξ是小尺度衰落，通常由正态分布的随机过程来描述。小尺度衰落模型还包括了多普勒频移和多径效应的影响。

结合大尺度和小尺度模型，可以构建出适用于复杂环境的综合信道衰落模型。此外，多输入多输出（MIMO）技术在移动通信中被广泛使用，它通过多个天线发送和接收信号，能够显著提高信道容量和系统性能。在建模时，需要考虑MIMO信道的独立性和相关性，以及空间复用增益和分集增益。

为了建立这些模型，可以使用专业的仿真软件如MATLAB或CST Studio等进行仿真实验。通过仿真实验，可以调整和优化模型参数，以适应不同的通信环境和系统需求。建议深入研究《移动通信无线信道特性：大尺度与小尺度衰落分析》一书，其中详细介绍了各种传播模型的理论基础和仿真方法，对于理解和建立信道模型非常有帮助。

参考资源链接：[移动通信无线信道特性：大尺度与小尺度衰落分析](https://wenku.csdn.net/doc/3sroo0kc28?spm=1055.2569.3001.10343)