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龙图腾网恭喜南京信息工程大学申请的专利一种基于规则几何的UAV-V非平稳信道建模方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119172021B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-06发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411672244.4，技术领域涉及：H04B17/391；该发明授权一种基于规则几何的UAV-V非平稳信道建模方法是由李鹏;吴姗姗;冯姣;张治中;周华;吴勤勤;程方设计研发完成，并于2024-11-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于规则几何的UAV-V非平稳信道建模方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于规则几何的UAV‑V非平稳信道建模方法，本发明用圆柱模型表征无人机侧散射体分布，用单球模型表征移动车辆侧散射体分布，用半椭球模型模拟城市街道环境，并且还使用了底面同心圆模型对地面一次反射分布进行了模拟。根据M2M信道特征，该信道模型由视距与非视距LoS分量组成，其中非视距LoS分量由一次散射、二次散射和地面一次反射分量组成。在考虑收发端移动的同时还考虑到了散射体相对于收发端的移动，优化了信道模型。推导并研究了重要的统计特性，包括时空相关函数、多普勒功率谱密度表达式。该模型具有有效性且更具符合城市街道的环境，进一步丰富了UAV辅助车载的信道模型库。

本发明授权一种基于规则几何的UAV-V非平稳信道建模方法在权利要求书中公布了：1.一种基于规则几何的UAV-V非平稳信道建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，针对城市街道场景，仿真建立无人机到车非平稳信道的三维半椭球、圆柱、单球复合几何模型，使用圆柱模型表征无人机及移动发射端Tx侧散射体分布，用单球模型表征移动车辆及移动接收端Rx侧散射体分布，用半椭球模型模拟城市街道环境，并且使用底面同心圆模型对地面一次反射分布进行了模拟；步骤2，根据移动到移动信道特征，建立信道模型，并计算脉冲信道响应，包括视距LoS分量与非视距NLoS分量；步骤3，基于几何的随机模型，推导几何模型空时互相关函数和多普勒功率谱密度的表达式，建立基于规则几何的UAV-V非平稳信道模型；步骤2包括：对于多输入多输出MIMO信道，计算脉冲信道响应，即移动发射端Tx的第p根天线与移动接收端Rx的第q根天线之间的信道关系，p＝1，2，…，MT，q＝＝1，2，…，MR；其中MT表示移动发射端Tx天线总数，MR表示移动接收端Rx天线总数；所述脉冲信道响应包括视距LoS分量和非视距NLoS分量，其中非视距NLoS分量根据信号从移动发射端Tx到移动接收端Rx经历的过程分为单弹SB分量，双弹DB分量和地面一次反射SBG分量，具体为经过移动发射端Tx圆柱模型上的散射体的SB1射线分量，经过移动接收端Rx单球模型上的散射体的SB2射线分量，经过半椭球体模型上散射体的SB3射线分量，以及分别经过移动发射端Tx圆柱模型上的散射体和移动接收端Rx单球模型上的散射体的DB1射线分量，分别经过移动发射端Tx圆柱模型上的散射体和半椭球体模型上的散射体的DB2射线分量，分别经过移动接收端Rx单球模型上的散射体和半椭球体模型上的散射体的DB2射线分量，以及经过地面反射的SBG射线分量；多输入多输出MIMO信道的第p个移动发射端Tx天线单元与第q个移动接收端Rx天线单元之间的复杂信道冲激响应hpqt表示为： 其中，为t时刻视距LoS分量，为t时刻单弹分量，为t时刻双弹分量，是t时刻地面一次反射分量；步骤2还包括：所述视距LoS分量的具体表达式为： 其中K指莱斯因子，λ指载波波长，εpqt指第p个移动发射端Tx天线单元到第q个移动接收端Rx天线单元之间的距离，fTm，fRm分别为移动发射端经过静态散射体导致的最大多普勒频率和移动接收端Rx的最大多普勒频率，分别为移动发射端视距径的方位角和俯仰角，分别为接收端视距径的方位角和俯仰角，△t代表时间延迟；γT表示移动发射端Tx的移动方位角，ξ表示移动发射端Tx的移动俯仰角，γR表示移动接收端Rx的移动方位角，e是自然常数，j是虚数单位；参数ΔT是第p根天线元件和UAV天线阵列中心中间的距离，参数ΔR是第q根GS端天线阵列中心之间的距离，对于均匀性阵列，定义为： 其中δT、δR分别为移动发射端Tx的天线阵列间距和移动接收端Rx的天线阵列间距；移动发射端Tx和移动接收端Rx采用均匀线性天线阵列且分别配有MT和MR根子天线，OT和OR分别表示移动发射端Tx天线阵列的中心和移动接收端Rx天线阵列的中心，设定圆柱模型上分布着N1个动态散射体，第n1个散射体表示Sn1，单球模型上分布着N2个动态散射体，第n2个散射体表示Sn2，其中n1＝1，2，…，N1；n2＝1，2，…，N2；半椭球模型上分布着N3个静止散射体，第n3个散射体表示Sn3，以及表示地面反射的圆形模型上分布着N4个动态散射体，第n4个散射体表示Sn4，其中n3＝1，2，…，N3；n4＝1，2，…，N4；分别由和表示经过散射体Sni射线的离开方位角AAoD和离开俯仰角EAoD，分别用和表示相应的到达方位角AAoA和到达俯仰角EAoA；i＝1，2，3，4；对于单弹分量表达式为： 其中指各单弹分量的功率，εpq,nit指经过散射体Sni的单弹路径的路径总和，nit表示t时刻第ni个散射体，表示散射体个数趋于无穷大，fTm,n，fRm,n分别为移动发射端Tx经过动态散射体导致的最大多普勒频率和移动接收端Rx的最大多普勒频率，所述路径总和包括三条：经过移动发射端Tx圆柱模型上的散射体的SB1射线，经过移动接收端Rx单球模型上的散射体的SB2射线，经过半椭球体模型上散射体的SB3射线； 分别为移动发射端到散射点的方位角和俯仰角，分别为移动接收端到散射点的方位角和俯仰角；对于双弹分量，共有三条双弹路径，分别是：分别经过移动发射端Tx圆柱模型上的散射体和移动接收端Rx单球模型上的散射体的DB1射线分别经过移动发射端Tx圆柱模型上的散射体和半椭球体模型上的散射体的DB2射线分别经过移动接收端Rx单球模型上的散射体和半椭球体模型上的散射体的DB2射线各自的表达式为： 其中表示DB1射线分量的能量相关参数，表示DB2分量的能量相关参数，表示DB3分量的能量相关参数，表示散射体Sn1与散射体Sn2之间的距离，表示经过散射体Sn1射线的离开方位角，表示经过散射体Sn1射线的离开俯仰角，表示经过散射体Sn2射线的到达方位角，表示经过散射体Sn2射线的到达俯仰角；表示散射体Sn1与散射体Sn3之间的距离，表示经过散射体Sn1射线的离开方位角，表示经过散射体Sn3射线的到达方位角，表示经过散射体Sn3射线的到达俯仰角；表示散射体Sn1与散射体Sn3之间的距离，表示经过散射体Sn3射线的离开方位角，经过散射体Sn3射线的离开俯仰角；对于地面一次反射分量表达式为： 其中ηSBG表示表示SBG射线分量的能量相关参数，εpq,n4t表示经过散射体Sn4的路径总和，表示经过散射体Sn4射线的离开方位角，经过散射体Sn4射线的离开俯仰角，表示经过散射体Sn4射线的到达方位角，表示经过散射体Sn4射线的到达俯仰角；步骤2还包括：由于移动散射体的存在，相应的最大多普勒频移也会带来改变，fTm,n，fRm,n计算公式为：fTm,n＝|vTcosγT-vSR|λ，fRm,n＝|vRcosγR-vSR|λ，其中vT表示移动发射端Tx的移动速度，γT表示移动发射端Tx的移动方位角，vSR表示散射体的移动速度；vR表示移动接收端Rx的移动速度，γR表示移动接收端Rx的移动方位角；步骤2还包括：方位角AoD和俯仰角AoA以及地面一次反射模型圆的半径R的离散变量形式转换为连续变量，同时设定方位角AoD、俯仰角AoA和地面一次反射模型圆的半径R是独立的；使用冯米塞斯分布来描述经过散射体Sni射线的离开方位角和到达方位角的分布，定义为： 其中表示经过散射体Sni射线的离开方位角，表示经过散射体Sni射线的离开方位角的概率密度函数PDF，表示离开方位角的均值，ki是控制方位角相对于平均值分布浓度的实值参数，ki≥0，ki越小，散射体分布越趋近于均匀分布，ki越大，则越趋近于标准正态分布，I0ki表示0阶第一类修正贝塞尔函数； 其中表示经过散射体Sni射线的到达方位角，表示经过散射体Sni射线的到达方位角的概率密度函数PDF，表示到达方位角的均值；对于俯仰角的概率密度函数PDF，使用车对车V2V场景下常用的余弦分布来描述俯仰角的分布情况，具体表达式为： 其中表示经过散射体Sni射线的离开俯仰角，表示经过散射体Sni射线的离开俯仰角的分布函数，表示离开俯仰角的均值，表示离开俯仰角偏离均值的最大范围； 其中表示经过散射体Sni射线的到达俯仰角，表示经过散射体Sni射线的到达俯仰角的分布函数，表示到达俯仰角的均值，表示到达俯仰角偏离均值的最大范围；表征地面反射经过的散射体分布位置的半径R的概率密度函数fR为：fR＝2RRR2，其中RR表示围绕移动接收端Rx的球体模型的半径。

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