面向動態信道的傳播圖論建模方法優化

摘 要：動態信道建模方法是６Ｇ 研發的重要內容。傳播圖論作為一種基于有向圖拓撲結構的信道建模方法，具有計算高效和信道多徑的功率指數衰減描述準確的特點，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 通感一體化技術研發中動態信道建模的實際需求，梳理了傳播圖論基本理論，總結和提出了基于傳播圖論的面向動態信道建?？蚣芎途唧w幀結構，基于反射波功率機制對傳播圖論的算法進行了優化，有效提升了傳播圖論對動態環境信道仿真的準確度。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。

關鍵詞：６Ｇ；傳播圖論；動態信道；信道建模；模型幀結構

中圖分類號：ＴＮ９１９． ２３ 文獻標志碼：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、地等更高復雜度場景下進行［１］，研究對包含各類物體和通信對象的復雜動態環境進行更準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研發和驗證的重要基礎，成為了６Ｇ 研發的關鍵任務。

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

近年來學術界對隧道、高鐵、城市等多種場景的信道建模方法開展了持續的研究［２－７］。最新的面向６Ｇ 信道建模研究成果包括：文獻［８］概述了面向６Ｇ的信道建模特性和需求；文獻［９］提出了基于大規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建方法；文獻［１０］對基于智能超表面輔助的６Ｇ 信道模型進行了研究；文獻［１１］提出了針對車車模型的球面波信道建模方法；文獻［１２］研究了基于散射體的通感一體化信道模型；文獻［１３］研究了車與車之間的動態信道模型。這些研究進一步完善了６Ｇ 信道模型，拓展了模型應用場景，但目前研究都偏重于不同場景下信道特征參數的計算方法，仍需要進一步完善面向動態信道的建模仿真框架。本文提出支撐包含幅度、時延、多普勒、波達角等多種參數描述的信道建模方法，以滿足更高計算效率和仿真準確度的需求。