无人机通信场景下的信道建模与仿真

发布时间：2021-04-21 03:51

　　近年来,无人机（Unmanned Aerial Vehicle,UAV）通信以其低成本和高灵活性在诸如无线覆盖,通信中继和数据传输等实际应用中备受关注。为了提高无人机通信系统的性能,多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）技术成为了研究各种无人机通信系统的热点。研究信道特性并建立相应的准确且易于使用的信道模型,对于UAV-MIMO通信系统的实际设计和性能评估至关重要。本文首先基于无人机三维（Three Dimensional,3D）MIMO双圆柱规则几何参考模型建立确定性和随机性仿真模型,其中信号由视距分量,单反射射线和双反射射线组成。通过推导仿真模型的统计特性并分析仿真结果,本文证明两种仿真模型在降低计算复杂度的同时能够与参考模型的统计特性良好拟合,从而验证了仿真模型的实用性。在此基础上,本文通过引入时变的角度参数提出无人机3D MIMO非平稳双圆柱信道参考模型和对应的仿真模型。首先,本模型考虑了地面反射分量。其次,在所提出模型的基础上,本文推导并深入研究了一些重要的信道统计特性,包括空间-时间相关函数,多普勒功率谱密度,包络电平交叉率和... 

【文章来源】：北京大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略语表
第一章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无人机信道测量研究
        1.2.2 无人机信道建模研究
    1.3 本文主要内容与创新点
    1.4 本文组织结构
第二章 无线衰落信道特征
    2.1 无线衰落信道特征
        2.1.1 大尺度衰落特征
        2.1.2 小尺度衰落特征
    2.2 无线信道建模方法
        2.2.1 无线信道建模分类
        2.2.2 基于几何的统计模型建模方法
    2.3 本章小结
第三章 无人机3D MIMO平稳规则几何模型建立与仿真
    3.1 参考模型描述
    3.2 模型统计特性
        3.2.1 空-时相关函数和多普勒功率谱密度
        3.2.2 包络电平交叉率和平均衰落时间
    3.3 仿真模型建立
        3.3.1 确定性仿真模型建立
        3.3.2 随机性仿真模型建立
    3.4 仿真结果分析
    3.5 本章小结
第四章 无人机3D MIMO非平稳规则几何模型建立与仿真
    4.1 参考模型描述
    4.2 模型统计特性
        4.2.1 空-时相关函数和多普勒功率谱密度
        4.2.2 包络电平交叉率和平均衰落时间
    4.3 仿真模型建立
        4.3.1 确定性仿真模型建立
        4.3.2 随机性仿真模型建立
    4.4 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
第五章 无人机3D大规模MIMO非平稳不规则几何模型建立与仿真
    5.1 参考模型描述
    5.2 无人机几何模型的空-时非平稳特性
        5.2.1 模型的阵列-时间簇的演进
        5.2.2 新生簇的产生
        5.2.3 存活簇的演进
    5.3 模型统计特性
        5.3.1 时变传递函数
        5.3.2 空-时-频相关函数和多普勒功率谱密度
        5.3.3 包络电平交叉率和平均衰落时间
    5.4 仿真结果与分析
    5.5 本章小结
第六章 本文总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 未来展望
参考文献
在学期间的主要研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维几何的无人机MIMO信道建模[J]. 骆泽群,王永川,闫云斌.  光通信研究. 2019(01)
[2]移动场景下无线信道测量与建模:理论与应用[J]. 何睿斯.  电信科学. 2018(09)
[3]无人机系统及发展趋势综述[J]. 祁圣君,井立,王亚龙.  飞航导弹. 2018(04)



本文编号：3151000