1.矩形隧道无线传播信道建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据矩形隧道的实际尺寸建立隧道系统的几何模型，将几何模型划分为若干个散射体，且散射体是自由分布的，利用发射机、接收机和散射体的位置获得传播路线，在发射机和接收机上配置均匀线性天线阵列，利用矩形隧道中发射机、接收机和散射体的几何关系，得到隧道模型的漫反射分量和视距分量，将两个分量相加得到该模型的时变传递函数；

步骤二、通过隧道散射场景中的几何关系以及三角恒等式，利用散射体的位置表示出天线的仰角和方位角；

步骤三、结合时变传递函数以及仰角和方位角计算出隧道模型的统计特征；

步骤四、基于漫反射分量和视距分量的传输矩阵，得到隧道模型的信道容量。

2.如权利要求1所述的矩形隧道无线传播信道建模方法，其特征在于：所述步骤一中，利用发射机和接收机任意两天线的传播路线得到时变传递函数Hkl(f',t)，表示为：其中 和 分别是时变传递函数的漫反射分量和视距分量；

(mno)

均匀平面波从第l根发射天线 发出经过散射体S 到达第k根接收天线 时变传递函数Hkl(f',t)中的漫反射分量 表示为：其中

式中M表示x轴一侧的散射体总数，N表示y轴一侧的散射体总数，O表示z轴一侧的散射体总数，cR表示莱斯分布因子，m表示x轴一侧的第m个散射体，n表示y轴一侧的第n个散射(mno)

体，o表示z轴一侧的第o个散射体，λ表示波长， 表示发射机第l根天线经过散射体S(mno)

到达接收机第k根天线的总距离， 表示发射机受散射体S 影响引起的多普勒频率，(mno) (mno)

表示接收机受散射体S 影响引起的多普勒频率，t表示时间，θ 表示电磁波特定时刻的相位， 表示传播延迟， c0表示光速，f'表示频率；

(mno) (mno)

表示发射机第l根天线到达散射体S 的距离， 表示散射体S 到达接收机第k根天线的距离；

xm表示散射体的横坐标，xT表示发射机天线阵列的横坐标，yn表示散射体的纵坐标，yT表示发射机天线阵列的纵坐标，zo表示散射体的竖轴坐标，zT表示发射机天线阵列的竖轴坐标，MT表示发射机配置的天线数量，δT表示发射机天线间距，φT表示发射机天线阵列相对于xy平面的仰角， 表示发射机的垂直发射角EAOD，γT表示发射机天线阵列的倾斜角度，表示发射机的水平发射角AAOD；

xR表示接收机天线阵列的横坐标，yR表示接收机天线阵列的纵坐标，zR表示接收机天线阵列的竖轴坐标，MR表示接收机配置的天线数量，δR表示接收机天线间距，φR表示接收机天线阵列相对于xy平面的仰角， 表示接收机的垂直到达角EAOA，γR表示接收机天线阵列的倾斜角度， 表示接收机的水平到达角AAOA；

fTmax表示发射机最大多普勒频率，fTmax＝vT/λ，vT表示发射机行驶速度， 表示发射机行驶方向与x轴的夹角；

fRmax表示接收机最大多普勒频率，fRmax＝vR/λ，vR表示接收机行驶速度， 表示接收机行驶方向与x轴的夹角；

时变传递函数Hkl(f',t)中的视距分量 表示为：其中

式中， 表示视距分量的莱斯分布因子， 表示发射机第l根天线接收机第k根天线的距离， 表示视距路径中发射机的多普勒频率， 表示视距路径中接收机的多普勒频率， 表示视距路径中的传播延迟；

表示视距分量的AAOD， 表示视距分量的EAOD， 表示视距分量的AAOA， 表示视距分量的EAOA。

3.如权利要求2所述的矩形隧道无线传播信道建模方法，其特征在于：所述步骤二中，方位角是指水平发射角和水平到达角，仰角是指垂直发射角和垂直到达角。

4.如权利要求3所述的矩形隧道无线传播信道建模方法，其特征在于：所述步骤二中，(mno)

使用笛卡尔坐标表示散射体S 的位置，其中m＝1,2,…,M，n＝1,2,…,N，o＝1,2,…,O，(xT,yT,zT)和(xR,yR,zR)分别表示发射机和接收机天线阵列的位置，其中0≤xT≤xR≤L，‑W/2(mno)

≤yR≤yT≤W/2，L表示隧道长度，W表示隧道宽度，利用散射体S 的位置(xm,yn,zo)将天线的仰角和方位角表示为：

其中i＝T时则指发射机，i＝R时则指接收机，αi(xm,yn,zo)表示发射机的AAOD或接收机的AAOA，βi(xm,yn,z0)表示发射机的EAOD或接收机的EAOA，xi表示发射机或接收机的横坐标，yi表示发射机或接收机的纵坐标，zi表示发射机或接收机的竖轴坐标。

5.如权利要求4所述的矩形隧道无线传播信道建模方法，其特征在于：所述步骤三中，隧道模型的统计特征包括空时频互相关函数、空间互相关函数、时频互相关函数、时间自相关函数、频率相关函数和多普勒功率谱密度。

6.如权利要求5所述的矩形隧道无线传播信道建模方法，其特征在于：所述步骤三中，首先利用自由变量x和y均匀分布的性质得到x、y和z的概率密度函数，进而得到联合概率密度，结合时变传递函数以及仰角和方位角推导出任意两天线之间的空时频互相关函数、空间互相关函数、时频互相关函数、时间自相关函数、频率相关函数和多普勒功率谱密度如下：

假设散射体的数量倾向于无穷大，离散随机变量xm，yn和zo可分别由连续变量x，y和z表示，x和y均匀分布，其概率密度函数表示为：其中px(x)表示连续变量x的概率密度函数，py(y)表示连续变量y的概率密度函数；

自由变量z表示为z＝Wtanα/2，α在区间[0,arctan(2H/W)]内自由分布，H表示隧道高度，其概率密度函数表示为：

其中pz(z)表示连续变量z的概率密度函数；

通过以上自由变量x、y和z的概率密度函数，联合概率密度函数表示为：其中pxyz(xyz)表示连续变量x、y、z的联合概率密度函数；对应于微分方程dx，dy和dz的漫反射分量的无限能量与pxyz(x,y,z)dxdydz成比例，当M,N,O→∞时，1/MNO＝pxyz(x,y,z)dxdydz；

时变传递函数Hkl(f',t)和Hk'l'(f',t)之间的空时频互相关函数为：其中，l'表示发射机的第l'根天线，l'≠l，k'表示接收机的第k'根天线，k'≠k，v'表示*

频率，τ表示时间，E{·}表示求期望算子，(·) 表示复共轭， 表示漫反射分量的空时频互相关函数， 表示视距分量的空时频互相关函数；

则漫反射分量的空时频互相关函数表示为：其中

式中 和 表示为简化公式取的中间变量；

(mno)

fT(x,y,z)表示发射机受散射体S 影响引起的多普勒频率，受散射体无穷大的影响，(mno)

原来的 转变为fT(x,y,z)；fR(x,y,z)表示发射机受散射体S 影响引起的多普勒频率，受散射体无穷大的影响，原来的 转变为fR(x,y,z)；τ'kl(x,y,z)表示传播延迟，受散射体无穷大的影响，原来的 转变为τ'kl(x,y,z)；

因此，漫反射分量的空时频互相关函数 表示为：其中

式中αT(x,y,z)表示发射机的AAOD，受散射体无穷大的影响，原来的 转变为αT(x,y,z)；βT(x,y,z)表示发射机的EAOD，受散射体无穷大的影响，原来的 转变为βT(x,y,z)；

αR(x,y,z)表示发射机的AAOA，受散射体无穷大的影响，原来的 转变为αR(x,y,z)；

βR(x,y,z)表示发射机的EAOA，受散射体无穷大的影响，原来的 转变为βR(x,y,z)；

τ'kl(x,y,z)用 和 表示成：(mno)

表示发射机第l根天线到达散射体S 的距离，受散射体无穷大的影响，原(mno)

来的 转变为 表示散射体S 到达接收机第k根天线的距离，受散射体无穷大的影响，原来的 转变为则距离 和 表示成：

类似的，视距散射分量的空时频互相关函数为：其中

空间互相关函数定义为 即等于空时频互相关函数ρkl,k'l'(δT,δR,v',τ)在v'＝0和τ＝0时的值，因此，空间互相关函数表示为：ρkl,k'l'(δT,δR)＝ρkl,k'l'(δT,δR,0,0)时频互相关函数定义为时变传递函数为 和Hkl(f'+v',t+τ)的相关性，表示为当天线之间的间距δT和δR等于0时，时频互相关函数表示成ρkl(v',τ)＝ρkl,k'l'(0,0,v',τ)，因此，时频互相关函数表示为：ρkl,k'l'(v',τ)＝ρkl,k'l'(0,0,v',τ)链路 时变传递函数的时间自相关函数定义为当频率变量v'等于0时，时间自相关函数表示为rkl(τ)＝ρkl(0,τ)，因此，得到其表达式为：rkl(τ)＝ρkl,k'l'(0,0,0,τ)时变传递函数的频率相关函数定义为 当τ＝0时，时间自相关函数表示为rkl(v')＝ρkl(v',0)，频率相关函数表示为：rkl(v′)＝ρkl,k'l'(0,0,v′,0)多普勒功率谱密度是时间自相关函数关于τ的傅里叶变换，因此多普勒功率谱密度表示为：

其中 表示傅里叶变换。

7.如权利要求6所述的矩形隧道无线传播信道建模方法，其特征在于：所述步骤四中，对于具有MT个发射天线和MR个接收天线的窄带MIMO系统，均匀分布的发射功率和信噪比等于SNR的最大理论容量表示为：H

其中C表示信道容量， 表示MR×MR维单位矩阵，[·]是矩阵的共轭转置，H是信道的传DIF LOS DIF LOS输矩阵，且H＝H +H ，其中H 和H 分别是漫反射和视距分量的传输矩阵。