[发明专利]面向无人机通信的几何随机信道模型的实时仿真方法

摘要

本发明公开了一种面向无人机通信的几何随机信道模型的实时仿真方法，综合考虑了无人机、地面移动台和散射体的随机移动，到达角和离开角均采用了灵活通用的二维统计分布，其支持信道衰落、时延、功率和角度等随机时变仿真参数，同时本发明仿真方法可以保证输出信道衰落、时延谱和功率谱的平滑过渡，从而保证无人机信道状态之间的连续性。

主权项

1.一种面向无人机通信的几何随机信道模型及实时仿真方法，其特征在于：包括如下步骤：第一步：建立几何随机信道模型，将第p根接收天线和第q根发射天线之间的子信道hqp(t,τ)建模为其中，表示视距路径的功率、信道衰落、时延；和表示第n条非视距路径的功率、信道衰落、时延；N表示非视距路径可能的最大数目；B_n(t)代表两种逻辑状态的布尔变量，B_n(t)＝0表示路径不存在，B_n(t)＝1表示路径存在；第二步：计算视距路径信道衰落和非视距路径信道衰落的方法如下：1)计算无人机位置旋转矩阵RT(t)和移动台位置旋转矩阵RR(t)，方法如下：其中，分别表示无人机移动速度的方位角和俯仰角；分别表示移动台移动速度的方位角和俯仰角；2)计算视距路径中无人机归一化方向矢量和移动台归一化方向矢量方法如下：其中，分别表示视距路径中无人机端信号离开角的方位角和俯仰角；分别表示视距路径中移动台端信号到达角的方位角和俯仰角；3)计算第n条非视距路径第m支路中，无人机归一化方向矢量和移动台归一化方向矢量方法如下：其中，分别表示第n条非视距路径第m支路离开角的方位角和俯仰角；分别表示第n条非视距路径第m支路到达角的方位角和俯仰角；4)计算视距路径的信道衰落方法如下：其中，k＝2πf0/c0表示波数；f0表示载波频率；c0表示光速；φLoS表示视距分量的随机相位；rq(t0)、rp(t0)分别表示无人机天线和移动台天线的初始位置矢量；vT和vR表示无人机和移动台的速度矢量；5)计算非视距路径的信道衰落方法如下：其中，*表示卷积符号；W₁(t)表示滤波器函数，用于信道衰落的平滑；M表示第n条非视距路径的支路数；表示散射体的速度矢量；φ_n,m表示第n条非视距路径第m支路的随机相位。