面向動態(tài)信道的傳播圖論建模方法優(yōu)化

摘 要：動態(tài)信道建模方法是６Ｇ 研發(fā)的重要內(nèi)容。傳播圖論作為一種基于有向圖拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的信道建模方法，具有計算高效和信道多徑的功率指數(shù)衰減描述準(zhǔn)確的特點，也能較好地滿足６Ｇ 中球面波波面模型研究和信道建模需求。針對６Ｇ 通感一體化技術(shù)研發(fā)中動態(tài)信道建模的實際需求，梳理了傳播圖論基本理論，總結(jié)和提出了基于傳播圖論的面向動態(tài)信道建模框架和具體幀結(jié)構(gòu)，基于反射波功率機制對傳播圖論的算法進(jìn)行了優(yōu)化，有效提升了傳播圖論對動態(tài)環(huán)境信道仿真的準(zhǔn)確度。通過對該建模方法的仿真分析和實測驗證，證明了其可行性和帶來的性能提升。

關(guān)鍵詞：６Ｇ；傳播圖論；動態(tài)信道；信道建模；模型幀結(jié)構(gòu)

中圖分類號：ＴＮ９１９． ２３ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ

文章編號：１００３－３１１４（２０２４）０５－０９０５－０９

０ 引言

面向６Ｇ，未來通信將在更高通信頻率、更大信道帶寬，以及包含空、天、車、地等更高復(fù)雜度場景下進(jìn)行［１］，研究對包含各類物體和通信對象的復(fù)雜動態(tài)環(huán)境進(jìn)行更準(zhǔn)確和高效的信道建模方法，是支撐通感一體化、智能反射面、球面波模型等新技術(shù)研發(fā)和驗證的重要基礎(chǔ)，成為了６Ｇ 研發(fā)的關(guān)鍵任務(wù)。

動態(tài)信道是指在城市市區(qū)等典型戶外環(huán)境的通信過程中，由于物理環(huán)境中存在的大量靜態(tài)背景和動態(tài)物體，導(dǎo)致信號傳輸所經(jīng)歷的信道特性隨時間發(fā)生變化的情況。和靜態(tài)信道相比，動態(tài)信道將導(dǎo)致信號到達(dá)接收端的路徑不固定，信號強度、相位、頻率等多個參數(shù)隨著時間而發(fā)生較大波動，信道的時變特征更加凸顯。

近年來學(xué)術(shù)界對隧道、高鐵、城市等多種場景的信道建模方法開展了持續(xù)的研究［２－７］。最新的面向６Ｇ 信道建模研究成果包括：文獻(xiàn)［８］概述了面向６Ｇ的信道建模特性和需求；文獻(xiàn)［９］提出了基于大規(guī)模多輸入多輸出天線陣列的無人機空對地非靜止信道的模型構(gòu)建方法；文獻(xiàn)［１０］對基于智能超表面輔助的６Ｇ 信道模型進(jìn)行了研究；文獻(xiàn)［１１］提出了針對車車模型的球面波信道建模方法；文獻(xiàn)［１２］研究了基于散射體的通感一體化信道模型；文獻(xiàn)［１３］研究了車與車之間的動態(tài)信道模型。這些研究進(jìn)一步完善了６Ｇ 信道模型，拓展了模型應(yīng)用場景，但目前研究都偏重于不同場景下信道特征參數(shù)的計算方法，仍需要進(jìn)一步完善面向動態(tài)信道的建模仿真框架。本文提出支撐包含幅度、時延、多普勒、波達(dá)角等多種參數(shù)描述的信道建模方法，以滿足更高計算效率和仿真準(zhǔn)確度的需求。