时变扩散-对流信道下的空中粒子通信

基于扩散和对流的粒子通信已近年来成为一种替代性信号范式。虽然已有大多数研究假设流场条件为常数，但现实宏观环境如大气风均表现为时变行为。本文将时变对流下的空中粒子通信建模为线性时变 (LTV) 信道，并利用移动坐标系法推导出闭式、时变信道脉冲响应。基于此表述，本文通过功率时延特性描述信道，提出信道色散时间作为信道存储和符号持续时间选择的物理意义度量。在有向、时变风条件下的系统仿真表明，波形设计对性能至关重要，使得在色散得到有效控制时，可仅通过单一粒子类型实现多符号调制。结果表明，时变扩散-对流信道可通过通信理论工具进行系统建模与工程设计，为复杂流场环境下基于粒子的通信提供了现实可靠的基础。