【无人机通信】无人机 - 船舶毫米波 MIMO 极化信道模型Matlab复现代码

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🔥内容介绍

无人机 - 船舶毫米波 MIMO 极化信道模型是面向海洋高动态场景的三维几何随机模型，核心在于融合毫米波稀疏特性、极化域分集与海面多径效应，通过视距（LoS）、单次反射（SB）、多次反射（MB）分量及极化散射矩阵刻画空时频极化四维耦合与时变非平稳特性，适配无人机 - 船舶双移动体的动态链路建模。以下从模型架构、核心建模方法、极化扩展、参数校准与 MATLAB 实现展开说明。

一、场景特性与模型架构

1. 海洋毫米波传播关键特性

特性	影响机制	建模要点
三维高动态	无人机轨迹、船舶摇荡、海面波动引发角度 / 时延 / 多普勒时变	双移动体运动学建模，散射簇 Birth-Death 过程
路径损耗	毫米波自由空间损耗 + 大气衰减（雨衰 / 雾衰）+ 海面反射损耗	分段路径损耗模型，含距离、高度、频率、海平面反射系数
多径主导分量	LoS + 海面单次反射（SB）+ 海面波导多跳反射（MB）	三分量几何模型，SB/MB 功率依赖风速、浪高、波导层参数
极化敏感性	毫米波天线极化隔离度高，海面散射导致极化耦合	发射 / 接收极化基（V/H/±45°）与散射矩阵联合建模
非平稳性	链路快速跨越散射环境，统计特性时变	时变自相关函数、动态平稳区间划分

2. 模型总体架构

采用几何随机信道模型（GSCM）框架，核心是 “大尺度衰落 + 小尺度衰落 + 极化耦合” 的分层结构，数学表达式如下：

二、核心建模方法

1. 大尺度路径损耗模型

考虑海洋环境与毫米波特性，采用改进的自由空间 + 反射损耗模型

⛳️ 运行结果

📣 部分代码

% 生成三维阵列旋转矩阵，phiA:方位角, phiE:俯仰角

MV = [cos(phiE)*cos(phiA), -sin(phiA), -sin(phiE)*cos(phiA);

cos(phiE)*sin(phiA), cos(phiA), -sin(phiE)*sin(phiA);

sin(phiE), 0, cos(phiE)];

end

🔗 参考文献

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🌟 机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维

2.1 bp时序、回归预测和分类

2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类

2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类

2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类

2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类

2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类

2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类

2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类

2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类

2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类

2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测

2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类

2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类

2.14 PNN脉冲神经网络分类

2.15 模糊小波神经网络预测和分类

2.16 时序、回归预测和分类

2.17 时序、回归预测预测和分类

2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类

2.19 Transform各类组合时序、回归预测预测和分类

方向涵盖风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、用电量预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断

🌟图像处理方面

图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知

🌟 路径规划方面

旅行商问题（TSP）、车辆路径问题（VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等）、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、充电车辆路径规划（EVRP）、双层车辆路径规划（2E-VRP）、油电混合车辆路径规划、船舶航迹规划、全路径规划规划、仓储巡逻、公交车时间调度、水库调度优化、多式联运优化

🌟 无人机应用方面

无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化、车辆协同无人机路径规划、

🌟 通信方面

传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化、水声通信、通信上传下载分配

🌟 信号处理方面

信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化、心电信号、DOA估计、编码译码、变分模态分解、管道泄漏、滤波器、数字信号处理+传输+分析+去噪、数字信号调制、误码率、信号估计、DTMF、信号检测

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