【摘要】：近年來,隨著無人機產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,民用無人機的應(yīng)用越發(fā)多樣化,其對通信的需求已經(jīng)不僅僅局限于無人機與遙控器之間點對點的通信,而是呈現(xiàn)出與蜂窩移動通信技術(shù)緊密結(jié)合的發(fā)展趨勢,成為“網(wǎng)聯(lián)無人機”。為了確保無人機通信的安全性和可靠性,徹底表征信道模型至關(guān)重要,而目前通用的信道模型多在二維平面進行建模,其3D化擴展也僅僅考慮了地面用戶的信道特征,不能滿足無人機信道的需求。本文采用統(tǒng)計建模的方法,在傳統(tǒng)WINNER模型的基礎(chǔ)上結(jié)合收發(fā)兩端的信道特征對模型進行3D化擴展,以求更加準(zhǔn)確和全面地描述無人機地空信道。論文的具體研究內(nèi)容如下:首先,針對無人機用戶的運動特征及3D MIMO技術(shù)的特點,提出了使用3D MIMO基站為無人機提供通信服務(wù)的想法。以WINNER標(biāo)準(zhǔn)為參考,使用Kronecker模型對2D MIMO信道與3D MIMO信道進行建模仿真,并對三維信道模型中的角度參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響情況進行分析討論。實驗仿真結(jié)果表明,3D MIMO信道由于仰角維度的加入,信號能更好地在三維空間進行傳輸,從而使信道性能得以提升。其次,針對信道建模過程中到達角度參數(shù)受無人機飛行高度影響的問題,提出了基于VMF分布的高度相關(guān)模型。對收發(fā)兩端的角度參數(shù)進行統(tǒng)計分析,使用高斯分布、指數(shù)分布和VMF分布模型對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行擬合,并根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)的變化規(guī)律在VMF分布的基礎(chǔ)上引入高度相關(guān)因子,提出與高度有關(guān)的角度參數(shù)模型。實驗仿真結(jié)果表明,改進后的模型更適合描述三維場景中的角度參數(shù)分布情況。最后,在WINNER+信道模型的基礎(chǔ)上,使用改進后的參數(shù)模型對三維無人機信道進行建模,闡述參數(shù)生成的具體過程,并對UMa場景和RMa場景下無人機視距傳輸?shù)穆窂綋p耗模型進行校準(zhǔn),最終給出無人機用戶在兩種場景下傳輸信道的系統(tǒng)性能變化情況。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V279

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