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电子测量技术 2024年第3期47卷 175-186页

作者：韩东升孙瑞彬李然华北电力大学电子与通信工程系保定071003 华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室保定071003

为了准确描述输电环境中巡检无人机与地面基站之间无线信道,采用随机几何建模法,提出一种基于随机几何的三维信道模型。在该模型中考虑输电线路环境中塔杆,输电线的影响,采用水平圆柱体描述输电设备和周围环境的散射体分布情况,为了防... 详细信息

为了准确描述输电环境中巡检无人机与地面基站之间无线信道,采用随机几何建模法,提出一种基于随机几何的三维信道模型。在该模型中考虑输电线路环境中塔杆,输电线的影响,采用水平圆柱体描述输电设备和周围环境的散射体分布情况,为了防止输电线路产生的电磁场影响无人机巡检作业安全,在模型中设置安全飞行区域,保证巡检安全。针对提出的信道模型,推导并分析了了空-时相关函数,多普勒功率谱密度,电平交叉率和平均衰落时间等信道统计特性。研究了散射体分布情况,无人机运动状态对信道统计特性的影响。仿真结果表明,无人机运动速度大小、飞行方向,散射体分布情况对信道影响显著。理论结果和仿真结果吻合良好,验证了所提模型的正确性和有效性,可以为输电线路场景下巡检无人机与地面基站之间的无线通信系统设计提供理论参考。

关键词：无人机信道建模随机几何模型输电线路巡检信道统计特性

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无人机通信空地几何信道建模与统计特性研究

无人机通信空地几何信道建模与统计特性研究

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作者：郭梦婷重庆邮电大学

学位级别：硕士

近年来,随着无线通信技术的飞速发展,基于第五代通信网络无人机通信系统的研究受到学术界的广泛关注。研究无人机通信系统关键技术的基础是建立信道模型,准确的信道模型可以为通信系统的性能分析提供重要依据。本文主要围绕街道场景和... 详细信息

近年来,随着无线通信技术的飞速发展,基于第五代通信网络无人机通信系统的研究受到学术界的广泛关注。研究无人机通信系统关键技术的基础是建立信道模型,准确的信道模型可以为通信系统的性能分析提供重要依据。本文主要围绕街道场景和密集城区场景展开分析,建立空对地(Air-to-Ground,A2G)信道模型并探究相应的信道统计特性,为A2G通信系统的设计和性能评估提供了理论参考。首先,面向街道场景,针对街道中的移动散射环境,提出了一种使用二维单环和三维半球体建模的A2G信道参考模型。该模型同时考虑了静止和运动散射体。基于所提出的无人机信道参考模型,本文推导了对应的随机性仿真模型,并对模型相应的统计特性进行了推导,包括空-时相关函数、多普勒功率谱密度、包络电平交叉率和平均衰落时间。最后,将所提模型与静止散射模型的时间自相关函数进行对比。结果表明,莱斯因子和运动散射体速度等对信道特性有显著影响,所提模型时间自相关函数曲线与文献中测量数据拟合良好,验证了模型的准确性。其次,在密集城区场景中,针对实际无人机通信系统所处的复杂环境或机翼震动引起的无人机平台的随机抖动,进而引起信道的非平稳性问题,本文提出了基于半球体的A2G非平稳信道模型。半球体模型中方位角和俯仰角的联合分布特征可以用冯米瑟斯分布来表征。另外,考虑到A2G信道中可能存在邻近无人机的干扰,本文采取了在发射端配备定向天线的方式解决此问题。在此基础上,研究了无人机的滚转运动和俯仰运动对时变距离和定向覆盖中有效散射区域的影响。最后,对模型相应的统计特性进行了推导,并探究了重要参数对信道特性的影响。结果表明,无人机抖动会对信道统计特性产生影响,参考模型与仿真模型时间自相关函数的较高匹配度,验证了所提仿真模型的实用性。综上所述,本文围绕A2G通信信道,针对街道和密集城区场景,考虑了散射体和无人机的状态对信道统计特性的影响,提出了空地信道参考模型和对应的随机性仿真模型,为未来新一代无人机对车信道建模工作的进一步完善提供了参考。

关键词：无线通信无人机信道建模信道模型信道统计特性

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无人机通信场景下的信道建模与仿真

无人机通信场景下的信道建模与仿真

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作者：张希北京大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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,包络电平交叉率和平均衰落时间。除此之外,本模型具有研究无人机相关参数（例如,无人机的移动方向,高度和速度）对信道特性和非平稳性影响的能力。参考模型与仿真模型之间达成了极好的一致性,证明了仿真模型的可行性以及理论推导的正确性。同时,由于本文假设地面端是移动的,因此模型适用于无人机辅助的车辆通信场景,具有通用性。在上述工作基础上,本文进一步提出了无人机3D大规模MIMO非平稳不规则几何模型。使用生灭过程建模空间-时间双重非平稳特性。本文创新地将无人机的影响因素引入到生灭概率中,从而修正了无人机无线通信场景中的空时非平稳性。在提出模型的基础上,本文推导并深入研究了一些统计特性,给出了数值分析和仿真结果,研究了无人机相关参数对信道统计特性和非平稳性的影响,为无人机大规模MIMO通信系统的设计提供了一定参考。最后,通过与实际测量数据的良好拟合,证实了所提出模型的实用性和准确性。综上,本文主要研究无人机通信场景下的信道建模问题,提出了无人机3D MIMO双圆柱规则几何仿真模型,无人机3D MIMO非平稳双圆柱信道模型和无人机3D大规模MIMO非平稳不规则几何模型。并且通过仿真实验对信道模型进行了验证。

关键词：无人机信道建模多输入多输出系统几何统计模型仿真模型

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无人机辅助的6G智能网络

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人工智能 2021年第4期 118-126页

作者：江坤全张素杰张海君隆克平北京科技大学北京100083

为了满足日益增长的通信业务需求,国内外学者已经开始投入对6G的研究。6G网络能够为用户提供更广泛的通信覆盖和更快速可靠的通信服务,同时也对灾区应急和无人区通信等方面的网络覆盖带来了挑战。无人机通信能为6G网络提供经济、可靠、... 详细信息

为了满足日益增长的通信业务需求,国内外学者已经开始投入对6G的研究。6G网络能够为用户提供更广泛的通信覆盖和更快速可靠的通信服务,同时也对灾区应急和无人区通信等方面的网络覆盖带来了挑战。无人机通信能为6G网络提供经济、可靠、灵活的补充方案,但也对6G网络的部署和资源管控提出了更高的要求。本文从6G网络的愿景和需求出发,提出了无人机辅助的6G智能网络框架,分析了无人机辅助6G网络将面临的难题,从无人机空-空和空-地信道模型、无人机3D位置部署和资源管理等三方面的关键技术挑战进行了深入分析和探讨,并对无人机辅助6G网络的场景应用提供了解决方案。

关键词：无人机 6G 网络资源管理无人机信道建模无人机应用

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