背景
在無線通信信道環境中，電磁波經過反射折射散射等多條路徑傳播到達接收機後，總信號的強度服從瑞利分布。 同時由於接收機的移動及其他原因，信號強度和相位等特性又在起伏變化， 故稱為瑞利衰落。如果收到的信號中除了經反射折射散射等來的信號外，還有從發射機直接到達接收機 （如從衛星直接到達地面接收機）的信號，那么總信號的強度服從萊斯分布，故稱為萊斯衰落。
一般來說，多路信號到達接收機的時間有先有後，即有相對時（間）延（遲）。 如果這些相對時延遠小於一個符號的時間，則可以認為多路信號幾乎是同時到達接收機的。 這種情況下多徑不會造成符號間的干擾。這種衰落稱為平坦衰落，因為這種信道的頻率回響在所用的頻段內是平坦的。
相反地， 如果多路信號的相對時延與一個符號的時間相比不可忽略，那么當多路信號迭加時，不同時間的符號就會重疊在一起，造成符號間的干擾。 這種衰落稱為頻率選擇性衰落，因為這種信道的頻率回響在所用的頻段內是不平坦的。
至於快衰落和慢衰落， 通常指的是信號相對於一個符號時間而言的變化的快慢。粗略地說，如果在一個符號的時間裡，變化不大，則認為是慢衰落。反之， 如果在一個符號的時間裡，有明顯變化，則認為是快衰落。理論上對何為快何為慢有嚴格的數學定義。
物理模型
瑞利分布是一個均值為0，方差為σ2的平穩窄帶高斯過程，其包絡的一維分布是瑞利分布。其表達式及機率密度如圖所示。瑞利分布是最常見的用於描述平坦衰落信號接收包絡或獨立多徑分量接受包絡統計時變特性的一種分布類型。兩個正交高斯噪聲信號之和的包絡服從瑞利分布。瑞利衰落能有效描述存在能夠大量散射無線電信號的障礙物的無線傳播環境。若傳播環境中存在足夠多的散射，則衝激信號到達接收機後表現為大量統計獨立的隨機變數的疊加，根據中心極限定理，則這一無線信道的衝激回響將是一個高斯過程。如果這一散射信道中不存在主要的信號分量，通常這一條件是指不存在直射信號（LoS），則這一過程的均值為0，且相位服從0 到2π的均勻分布。即，信道回響的能量或包絡服從瑞利分布。若信道中存在一主要分量，例如直射信號（LoS），則信道回響的包絡服從萊斯分布，對應的信道模型為萊斯衰落信道。
通常將信道增益以等效基帶信號表示，即用一複數表示信道的幅度和相位特性。由此瑞利衰落即可由這一複數表示，它的實部和虛部服從於零均值的獨立同分布高斯過程。
適用範圍
瑞利衰落模型適用於描述建築物密集的城鎮中心地帶的無線信道。密集的建築和其他物體使得無線設備的發射機和接收機之間沒有直射路徑，而且使得無線信號被衰減、反射、折射、衍射。在曼哈頓的實驗證明，當地的無線信道環境確實接近於瑞利衰落。[3] 通過電離層和對流層反射的無線電信道也可以用瑞利衰落來描述，因為大氣中存在的各種粒子能夠將無線信號大量散射。瑞利衰落屬於小尺度的衰落效應，它總是疊加於如陰影、衰減等大尺度衰落效應上。
信道衰落的快慢與發射端和接收端的相對運動速度的大小有關。相對運動導致接收信號的都卜勒頻移。圖中所示即為一固定信號通過單徑的瑞利衰落信道後，在1秒內的能量波動，這一瑞利衰落信道的都卜勒頻移最大分別為10Hz和100Hz，在GSM1800MHz的載波頻率上，其相應的移動速度分別為約6千米每小時和60千米每小時。特別需要注意的是信號的“深衰落”現象，此時信號能量的衰減達到數千倍，即30～40分貝。
