[發明專利]一種無人機對地通信傳播路徑隨機生滅的動態模擬方法

有效

• 申請號: 202110993635.6
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113692010B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 柏菲;朱秋明;龐明慧;仲偉志;陳小敏;毛開;田越
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04W24/06
• 分類號: H04W24/06;H04B7/185
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種無人機對地通信傳播路徑隨機生滅的動態模擬方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

(1)用戶設置無人機和接收機的位置以及通信狀態，具體包括如下參數：無人機對地通信場景的無人機速度v^TX(t)、無人機俯仰角θ^TX(t)、初始無人機高度h^TX(t₀)、接收機速度v^RX(t)、接收機俯仰角θ^RX(t)、初始接收機高度h^RX(t₀)、無人機與接收機間的初始通信距離d^RX(t₀)、持續時間T、采樣率f_s以及地面場景參數ψ∈{α,β,γ}，其中，α為建筑物面積占地面場景總面積的比例，β為單位面積內建筑物的平均數量，γ為建筑物高度特征系數；

(2)根據無人機速度v^TX(t)、無人機俯仰角θ^TX(t)、初始無人機高度h^TX(t₀)計算任意時刻無人機的高度h^TX(t)，根據接收機速度v^RX(t)、接收機俯仰角θ^RX(t)、初始接收機高度h^RX(t₀)計算任意時刻接收機的高度h^RX(t)，并根據初始通信距離d^RX(t₀)以及無人機速度v^TX(t)、無人機俯仰角θ^TX(t)、接收機速度v^RX(t)、接收機俯仰角θ^RX(t)計算通信距離d^RX(t)；

(3)根據初始無人機高度h^TX(t₀)、初始通信距離d^RX(t₀)、初始接收機高度h^RX(t₀)、建筑物高度特征系數γ獲取初始時刻不同路徑的存在概率Pⁱ(t₀)，i∈{LoS，GS，SB}，LoS表示視距路徑，GS表示地面反射路徑，SB表示單跳散射路徑；

(4)計算平穩時間間隔以及平穩時間間隔內的轉移概率矩陣Pⁱ(t_u-1)，并根據上一時刻t_u-1的存在概率Pⁱ(t_u-1)得到時刻下的不同路徑存在概率Pⁱ(t_u)：

其中，表示平穩間隔內傳播路徑i消失的消亡概率，表示平穩間隔內新出現傳播路徑i的新生概率；

(5)當t_u＜T時，重復步驟(4)計算下一時刻不同路徑存在概率；當t_u≥T時，完成所有時刻不同路徑存在概率的計算；

(6)令仿真采樣間隔為T_s，產生一組(0,1)內均勻分布的隨機序列{X_n，n＝1,2,...,N}，序列長度為

(7)將不同路徑的生滅過程表示為Bⁱ(nT_s)，nT_s∈(t_u-1，t_u]，利用隨機序列X_n與路徑存在概率的比較判定路徑是否存在，X_n≤Pⁱ(nT_s)時，令Bⁱ(nT_s)＝1，表示該時刻對應的i路徑存在；否則，當X_n＞Pⁱ(nT_s)時，令Bⁱ(nT_s)＝0，表示該時刻對應的i路徑不存在，得到對地通信傳播路徑隨機生滅的動態模擬過程。

2.根據權利要求1所述無人機對地通信傳播路徑隨機生滅的動態模擬方法，其特征在于，步驟(2)中任意時刻無人機高度h^TX(t)、接收機高度h^RX(t)以及通信距離d^RX(t)的計算過程具體為：