[发明专利]一种基于空间调制的无人机中继系统的性能分析方法

权利要求书

1.一种基于空间调制的无人机中继系统的性能分析方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：建立基于空间调制的无人机中继系统模型，由源端、目的端和一个单天线的无人机中继组成，源端和目的端的天线数分别为N_s和N_d，源端通过无人机中继的放大转发向目的端发送信号，源端和目的端之间无直达链路，系统采用M阶正交幅度调制，对源端进行空间调制，信号在无直达链路的莱斯信道下传输；

步骤二：根据联合界的定义，将错误情况分成三部分：天线序号判对且星座序号判错的误比特率联合界表示为ABEP_signal，天线序号判错且星座序号判对的误比特率联合界表示为ABEP_spatial，天线序号星座序号全部判错的误比特率联合界表示为ABEP_joint，三种错误情况的误比特率联合界的计算方法ABEP＝ABEP_signal+ABEP_spatial+ABEP_joint

其中各项表达式为

其中N(x₁→x₂)表示符号x₁判成x₂的误比特数，且有

其中系数π(M),α_l,β_l均与调制方式有关，N_p为高斯积分的阶数，是权重系数，t_n是拉盖尔多项式的零点，C_rd由无人机发送功率以及无人机到目的端的大尺度衰落决定，S_ρ和σ_ρ由莱斯信道的K因子决定且有

其中Q_m(·,·)为Marcum-Q函数，I_ν(·)为第一类修正贝塞尔函数且有

其中G＝P_sL_sr+1，P_s表示源端发送功率，L_sr表示源端到无人机的大尺度衰落系数，χ表示函数的自变量，S_k,σ_k,由莱斯K因子、发送符号和发送功率联合决定；

步骤三：根据步骤二计算得到的三种错误情况的误比特率联合界的计算方法，进一步给出三种错误情况的在高信噪比条件下的近似误比特率联合界，其中令

其中

其中₁F₁(·,·；·)为Kummer函数，并根据近似误比特率联合界给出系统的分集增益G_d。

2.如权利要求1所述的基于空间调制的无人机中继系统的性能分析方法，其特征在于：步骤一中：

对源端进行空间调制，信号在无直达链路的莱斯信道下传输在每一个传输时隙中，信道矩阵分解成两部分

其中表示莱斯信道中的非视距部分，其中元素服从表示莱斯信道中的视距部分,其中元素都是常数；

系统中莱斯信道的K因子定义为其中表示端点和之间的仰角，κ_A和κ_B取决于环境和发送频率，无人机高度记为H，计算出端点和之间的仰角为路径损耗系数其中表示端点之间的直线距离，d₀表示参考距离，表示路径损耗指数，满足

其中ω₁,ω₂由环境决定，上述过程用表示不同路径，在源端进行空间调制，并在无人机中继端进行固定增益放大转发，无人机中继端的接收信号为

其中P_s表示源端的发送功率，表示空间调制符号，C^m×n表示m×n的复数矩阵，目的端接收信号为

其中放大系数P_r表示中继转发功率，且满足P_s+P_r＝P，y_rd,h_rd,n_sr和n_rd中的元素服从零均值方差为1的复高斯分布的噪声。