摘要：为了在城市、山体、森林等高空存在散射体的地区实现无线通信覆盖,帮助实现救援以及灾后公共基础设施的抢救与恢复,针对无人机空间域和时间域非平稳特性,提出一种无人机多输入多输出三维几何双圆柱随机模型;考虑到地面站的复杂情况,利用同心圆柱模拟散射体的分布,将接收到的信号进一步分为视线分量、无人机端的单反弹分量,以及地面站的单反弹射线与双反弹分量之和;引入时变的角度和时变的速度,模拟无人机对地信道的非平稳性,从而使所提出模型适用于各种无人机通信场景;利用所提出模型对比无人机的飞行方向和天线阵列方向等相关参数对信道统计特性的影响,推导并仿真所提出模型的空间互相关函数、时间自相关函数等重要的统计特性。结果表明:无人机的天线方向、飞行方向等参数对信道统计特性和非平稳性有重要影响,所提出模型可用于无人机多输入多输出通信系统的设计;与现有其他模型对比,时间自相关函数仿真值与实际测量值的拟合程度验证了所提出模型的实用性。

摘要：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。