[发明专利]一种低空无人机时延域信道仿真方法

权利要求书

1.一种低空无人机时延域信道仿真方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、获取无人机飞行时无线电波传播的无线传播多径，计算所述无线传播多径的多径间距；

S2、根据所述多径间距，通过信道重构的方法计算无线传播多径随时间在时延域上的演变轨迹；

S3、采集所述演变轨迹的轨迹特征，根据轨迹特征建立相应的统计模型；

S4、根据所述轨迹特征及其对应的统计模型进行仿真，得到无人机飞行时对应的空地无线电波传播信道；

所述步骤S2中进行信道重构时通过累计分布函数产生每个演变轨迹的所有轨迹特征的初始值，根据轨迹特征的相互关系进行相关性处理，基于相关性处理后的轨迹特征初步重构演变轨迹的时延域特征；

所述相关性处理的具体公式如下：

CA＝B

其中，A为4*n的初始值矩阵，n为演变轨迹的数目，B为经过相关性操作后的矩阵，CC^T为轨迹特征的协方差矩阵，s_i、d_i、r_i和k_i为相应的轨迹特征的初始值，s′_i、d′_i、r′_i和k′_i为相应的轨迹特征经过相关性操作的值，i的取值范围为1到n；

所述步骤S2中还包括对演变轨迹进行剔除非合理值的处理。

2.根据权利要求1所述的一种低空无人机时延域信道仿真方法，其特征在于，所述演变轨迹包括直射演变轨迹和非直射演变轨迹。

3.根据权利要求2所述的一种低空无人机时延域信道仿真方法，其特征在于，所述轨迹特征包括存活期、初始位置差值、初始相对时延和相对变化率。

4.根据权利要求3所述的一种低空无人机时延域信道仿真方法，其特征在于，所述变化演变轨迹基于直线线段建立统计模型，所述直线线段的线性模型为：

τ＝k_qh+β_q

其中，τ代表时延，h代表时间尺度或空间，k_q和β_q分别代表第q条演变轨迹的斜率和截距。

5.根据权利要求4所述的一种低空无人机时延域信道仿真方法，其特征在于，所述相对变化率的具体公式如下所示：

Δk_q＝tanΔθ_q

Δθ_q＝θ_q-θ₀

θ_q＝arctank_q

θ₀＝arctank₀

其中，Δk_q为相对变化率，θ_q和θ₀的取值范围为(-π/2，π/2)。

6.根据权利要求1所述的一种低空无人机时延域信道仿真方法，其特征在于，所述空地无线电波传播信道具体为信道冲击响应，每一个信道冲击响应所对应的时刻为一个快拍，具体公式如下：

其中，h_x(t，τ)为第x次快拍的冲击响应，t是时间变量，τ代表时延，α_x，l，τ_x，l，v_x，l分别是第l条路径，第x次快拍对应的幅度、时延和多普勒频率，δ(·)是冲激方程。

7.根据权利要求6所述的一种低空无人机时延域信道仿真方法，其特征在于，所述多径间距基于相邻快拍的两条多径，具体计算公式如下：

其中，x和y表示快拍序号，i和j表示快拍中的路径序号，a、b和c是权重变量，τ_x，i，v_x，i，p_x，i分别是估计的无线传播多径的时延、多普勒频率和功率。