[发明专利]一种低空无人机时延域信道仿真方法

说明书

本发明涉及一种低空无人机时延域信道仿真方法，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，计算无线传播多径的多径间距；S2、根据多径间距，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。与现有技术相比，本发明具有有效构建无人机飞行条件下空地无线电波传播信道的时延域特性等优点。

技术领域

本发明涉及无人机通信技术领域，尤其是涉及一种低空无人机时延域信道仿真方法。

背景技术

无线电波传播信道的仿真一直以来是通信技术研究中非常重要的组成部分。无人机的空对地无线电波传播信道是随着无人机的飞行而不停变化的。在无人机飞行过程中，由于物理环境的连续性，其所经历的在不同的时刻的无线电波传播信道会具有一定的关联。在无线电波传播信道的仿真工作中，如何准确刻画这种时延域连续性是极其重要的工作。在当前的无人机空地传播信道建模和仿真工作中对无人机空地信道特征的建模和仿真对无人机飞行的不同时刻之间的关联的刻画极为缺乏，也没有相关的仿真方法被提出。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺乏对无人机飞行中无线电波传播信道的时延域连续性的刻画的缺陷而提供一种低空无人机时延域信道仿真方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种低空无人机时延域信道仿真方法，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。

所述演变轨迹包括直射演变轨迹和非直射演变轨迹，所述直射演变轨迹是由直射传播径的演进所形成的，而非直射演变轨迹则是由除去直射传播径的剩余无线传播多径演进所形成的。

直射传播径，是指由基站到无人机，中间没有任何物体阻挡的无线电传播路径，每个快拍只有一条传播路径为直射传播径。直射传播径只与基站和无人机的位置有关，在获得无线传播多径时区别于其它传播路径。

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。

进一步地，非直射演变轨迹的存活期被用于描述每条演变轨迹在时间、空间等尺度上的存在范围；初始位置差值是指两条先后连续出现的演变轨迹，其第一条出现的无线传播多径的位置在时间、空间等尺度上差值；对于每条非直射演变轨迹，初始相对时延为该非直射演变轨迹的第一条出现的无线传播多径和处于同一快拍的直射传播径在时延域的差值。

进一步地，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。对于每一条演变轨迹，通过最小二乘法计算得到k_q和β_q的值。

进一步地，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