基于随机几何的输电场景中无人机信道建模

来源：电子测量技术杂志2024年第3期北京时间：

作者：韩东升，孙瑞彬，李然

单位：1.华北电力大学电子与通信工程系 保定 071003; 2.华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室 保定 071003

摘要：为了准确描述输电环境中巡检无人机与地面基站之间无线信道，采用随机几何建模法，提出一种基于随机几何的三维信道模型。在该模型中考虑输电线路环境中塔杆，输电线的影响，采用水平圆柱体描述输电设备和周围环境的散射体分布情况，为了防止输电线路产生的电磁场影响无人机巡检作业安全，在模型中设置安全飞行区域，保证巡检安全。针对提出的信道模型，推导并分析了了空时相关函数，多普勒功率谱密度，电平交叉率和平均衰落时间等信道统计特性。研究了散射体分布情况，无人机运动状态对信道统计特性的影响。仿真结果表明，无人机运动速度大小、飞行方向，散射体分布情况对信道影响显著。理论结果和仿真结果吻合良好，验证了所提模型的正确性和有效性，可以为输电线路场景下巡检无人机与地面基站之间的无线通信系统设计提供理论参考。

关键词：无人机信道建模;随机几何模型;输电线路巡检;信道统计特性

基金资助：河北省省级科技计划（SZX2020034）项目资助