考虑姿态变化与机身散射效应的无人机对地通信信道建模
信号处理
2022-10-14 v3 图像与视频处理
摘要
无人机（UAV）对地（U2G）信道模型对于无人机与地面终端间的可靠通信起着关键作用。本文提出一种包含大尺度与小尺度衰落的 U2G 多输入多输出（MIMO）信道三维（3D）非平稳混合模型。U2G 场景下的特有信道特征，即无人机的 3D 轨迹与姿态、机身散射效应（FSE）和姿态变化衰落（PVF），被纳入所提模型。信道参数，即路径损耗（PL）、阴影衰落（SF）、路径延迟与路径角度，结合机器学习（ML）与射线追踪（RT）技术生成以捕捉结构相关特征。为保证多普勒相位与路径功率等信道参数的物理连续性，提出了 stationary 区间内外的时间演化方法。给出了关键统计特性，即时间自相关函数（ACF）、功率延迟谱（PDP）、电平交叉率（LCR）、平均衰落时长（AFD）与平稳区间（SI），并分析了机身与姿态变化改变的影响。结果表明，姿态变化与机身散射均对信道特征有至关重要的影响。通过将仿真结果与实测结果对比，验证了所提模型的有效性与实用性。
引用
@article{arxiv.2210.02245,
title = {Channel Modeling for UAV-to-Ground Communications with Posture Variation and Fuselage Scattering Effect},
author = {Boyu Hua and Haoran Ni and Qiuming Zhu and Cheng-Xiang Wang and Tongtong Zhou and Kai Mao and Junwei Bao and Xiaofei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02245},
year = {2022}
}