基于 MaMIMO 测量的低高度无人机空地信道轨迹感知特征
网络与互联网体系结构
2025-10-28 v1
摘要
本文提出了一种基于大规模多输入多输出 (MaMIMO) 测量的，针对郊区环境下低高度无人机 (UAV) 空地信道的综合性轨迹感知特征化方法。采用 64 元件的 MaMIMO 天线阵列，捕获了无人机三条轨迹的信道，包括两条固定高度的水平 Z 字形飞行和一条垂直上升飞行，旨在模拟 AUE 操作并诱导受控的方位和仰角扫掠，以分析几何相关的传播动力学。我们考察了大尺度功率变化及其与几何特征 (仰角、方位角和三维距离) 的相关性，随后通过分布拟合和 Rician K 因子估计分析了衰落行为。此外，我们利用相关矩阵距离 (CMD) 量化了时间非平稳性，并利用角度平稳性跨度展示了无人机运动过程中信道特征如何变化。我们还分析了谱率 (SE) 与 K 因子和均方根 (RMS) 时延展宽的关系，突出了它们对链路性能的共同影响。结果表明，仰角是接收功率的最强预测因子，在每条轨迹中的相关性均超过 0.77，而 Nakagami 模型最佳拟合小尺度衰落。K 因子从低高度处约为 5 dB 增加到更高仰角处超过 15 dB，表明 LOS 主导性更强。非平稳性模式在轨迹和几何方面高度相关，在水平飞行中受方位角影响最大，在垂直飞行中受仰角影响最大。这些发现为 6G 非地面网络 (NTN) 中的无人机通信信道建模和改进提供了宝贵的见解。
引用
@article{arxiv.2510.23465,
title = {Trajectory-Aware Air-to-Ground Channel Characterization for Low-Altitude UAVs Using MaMIMO Measurements},
author = {Abdul Saboor and Zhuangzhuang Cui and Achiel Colpaert and Evgenii Vinogradov and Wout Joseph and Sofie Pollin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.23465},
year = {2025}
}
备注
Submitted to IEEE Transactions on Vehicular Technology (IEEE TVT)