黄丽莲, 刘　阔, 项建弘

(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)



基于无人机的三维MIMO信道建模与仿真分析

黄丽莲, 刘阔, 项建弘

(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001)

摘要：针对无人机通信环境特点以及多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)系统,将三维空间相关法建模和机身遮挡现象相结合,提出一种无人机的三维移动空间信道模型(three dimensional dynamic spatial channel model, 3DD-SCM)。推导了无人机天线阵列的相关性表达式,同时提出一种遮挡控制器来表示无人机与地面在通信过程中受到机身遮挡的影响。通过仿真分别分析了无人机不同飞行方向和机身遮挡对信道性能的影响,验证了该信道模型的正确性和有效性。该无人机通信模型可用于指导无人机天线设计,研究编码技术。

关键词：信道建模; 多输入多输出; 空间信道建模; 机身遮挡

0引言

随着合成孔径雷达、红外扫描仪、可见光照相机等侦察设备在无人机上的安装,对无人机通信系统的数据传输能力要求越来越高,而无人机的数据传输能力不高的问题一直制约着这些先进设备的应用。近年来,由于多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统有着抑制干扰、抗多径衰落的特点,从而得到了广泛关注。文献[1]表明相比于单输入单输出系统、多输入单输出系统和单输入多输出系统,MIMO系统可以提供更高的信道容量,而建立准确的信道模型来描述无线信道的衰落特性是决定通信性能的一个重要因素。所以,将MIMO技术应用在无人机上,不仅可以解决无人机数据传输能力不高的问题,还可以提高通信系统的可靠性。……