[发明专利]一种隧道场景下的多散射簇车对车信道建模方法

权利要求书

1.一种针对半圆柱隧道场景，基于多簇的三维宽带非平稳V2V信道建模方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：

S1：建立隧道场景下基于多簇的三维宽带非平稳车对车信道模型，设置隧道传播条件，生成天线参数及K因子，生成簇集的初始角度均值和通信车辆的坐标位置；

S2：根据初始角度均值生成簇内散射体的方位角和俯仰角，结合隧道场景的几何关系推导视距成分，单弹跳成分和多弹跳成分的复信道冲激响应的函数表达式；

S3：根据发射机、接收机和簇的位置，考虑发射机接收机的移动性，计算波达信号从发射机发出后到达接收机的时变路径和角度；

S4：引入簇的可视域扩展，利用收发端移动过程中不断进出簇的可视域范围，改变簇在通信过程中的可见状态；

S5：利用传递函数和簇的活跃状态推导不同成分下的空时相关函数，以分析不同成分的空时非平稳特性；

S6：由隧道场景下基于多簇的三维宽带非平稳车对车信道模型的参数以及统计特性仿真验证构建的基于多簇的三维宽带非平稳车对车信道模型。

2.根据权利要求1所述的基于多簇的三维宽带非平稳V2V信道建模方法，其特征在于，步骤S1建立的基于多簇的三维宽带非平稳车对车信道模型，模型中包含一个长度为L，截面半径为R的半圆柱隧道，发送端MT和接收端MR处于匀速运动状态。共有I_cluster个簇随机分布于隧道内壁上，第i个簇内存在N_i个有效散射体，第n_i(n_i＝1,2,...,N_i)个散射体定义为其位置可在坐标系表示为其中x_i和y_i都是随机变量。接收端收到的信号由三个部分构成，视距(Line-of-sight,LoS)成分的信号从发送端直接到达接收端。单弹射(Single-bounced,SB)成分的信号经达到接收端前只经过一个散射体反射。多弹跳(Multi-bounced,MB)成分的信号经过多个簇的反射，最终到达接收端。

3.根据权利要求2所述的基于多簇的三维宽带非平稳V2V信道建模方法，其特征在于，步骤S2中，基于多簇的三维宽带非平稳车对车信道模型函数的矩阵表达式为：

其中，h_pq(t,τ)表示为MT第p(p＝1,2,...,M_T)根发射天线和第q(q＝1,2,...,M_R)根接收天线之间的复冲激响应，它包含了视距分量和非视距分量两个部分。其中τ^LoS表示传播信号从发送端直接到达接收端的传播时延，τ^NLoS是信号从MT侧发射天线发出，经散射体反射后到达MR侧接收天线的平均传播时延。而非视距分量由L个单簇和M对双簇两部分叠加组成的，进一步表达为：

上述的LoS成分，SB成分和MB成分复信道冲激响应的函数表示为：

其中，K_pq表示莱斯因子，c表示载波传播速度，λ表示波长，f_c表示载波频率。收发端车辆分别以v_T和v_R的速度在固定的方向上移动。γ_T和γ_R分别代表的MT和MR的移动方向。和分别是LoS分量时变的平均水平离开角(AAoD)和时变发射仰角(EAoD)；和分别是LoS分量的时变平均水平到达角(AAoA)和时变到达仰角(EAoA)。为LoS分量的初始相位，且P_l表示SB分量对总散射功率的贡献。和分别表示SB分量的时变平均水平到达角(AAoA)和时变到达仰角(EAoA)；和分别是SB分量的时变平均水平离开角(AAoD)和时变发射仰角(EAoD)。表示SB分量的初始相位，同样有P_m表示MB分量对总散射功率的贡献。和分别表示MB分量的时变平均水平到达角(AAoA)和时变到达仰角(EAoA)；和分别是MB分量的时变平均水平离开角(AAoD)和时变发射仰角(EAoD)。表示MB分量的初始相位，并假设