1.空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:构建IRS辅助的车对车通信场景,发射站和接收站分别配备线性阵列,无人机上部署IRS,其随无人机的运动在三维空间内旋转,基于设定的场景参数构建信道矩阵;
S2:IRS通信信道分解为Tx‑IRS子信道、IRS‑Rx子信道和Tx‑Rx子信道,其中Tx表示发送端,Rx表示接收端,分别构建三个子信道的信道传输函数;
S3:基于S2中得到的子信道传输函数,构建IRS辅助模型的信道传输函数;
S4:以接收功率最大为目标,优化IRS的反射相位;
S5:基于S4优化后的信道传输函数,得到对应的空时频相关函数;
所述基于S4优化后的信道传输函数,得到对应的空时频相关函数中,得到的空时频相关函数如下式所示:其中, 为时间间隔, 为频率间隔, 是Tx‑IRS子信道的空时频相关函数, 是Rx‑IRS子信道的空时频相关函数, 是Tx‑Rx子信道的空时频相关函数,t为时间,f为频率,K为IRS反射单元数量, 为第k个反射单元的幅度, 表示第k个反射单元的反射相移。
2.如权利要求1所述的空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法,其特征在于,S1中,信道矩阵如下:其中, 、 和 分别代表Tx‑IRS、IRS‑Rx和Tx‑Rx子信道的信道矩阵,是IRS的反射系数矩阵, 将所包含的元素转换为对角矩阵, 和 分别表示第k个反射单元的幅度和相移。
3.如权利要求1所述的空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法,其特征在于,S2中,在时刻t,频率f处,由第p根发送天线到第q根接收天线的信道传输函数表示如下:其中, 为Tx‑IRS子信道的信道传输函数,即第p个发送天线与第k个反射单元间的信道传输函数; 为IRS‑Rx子信道的信道传输函数,即第k个反射单元与第q个接收天线间的信道传输函数; 为Tx‑Rx子信道的信道传输函数,即第p个发射天线与第q个接收天线且不经过IRS的信道传输函数,K为IRS反射单元数量, 为第k个反射单元的幅度, 表示第k个反射单元的反射相移。
4.如权利要求3所述的空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法,其特征在于,Tx‑IRS子信道的信道传输函数中,第 根发射天线和第 个IRS反射单元的方向图分别用 和表示,其中IRS反射单元的方向图如下式所示:其中, 为IRS法线与到达射线夹角。
5.如权利要求1所述的空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法,其特征在于,IRS随无人机在空中旋转,旋转后的局部坐标如下式所示:其中, 分别为IRS围绕x,y,z坐标轴的旋转角度。
6.如权利要求1所述的空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法,其特征在于,S4中,优化IRS的反射相位如下式所示:其中, 和 分别为Tx‑IRS和IRS‑Rx子信道中视距成分的多普勒频率, 和 分别为Tx‑IRS和IRS‑Rx子信道中视距成分的时延, 为系统载频, 为波长, 为第k个反射单元的局部坐标,t为时间,f为频率,K为IRS反射单元数量, 为第k个反射单元的幅度。
7.空中IRS辅助的车对车通信信道仿真系统,其特征在于,包括:通信场景单元,被配置为:构建IRS辅助的车对车通信场景,设发射站和接收站分别配备线性阵列,无人机上部署IRS,其随无人机的运动在三维空间内旋转,基于设定的场景参数构建信道矩阵;
子信道单元,被配置为:IRS通信信道分解为Tx‑IRS子信道、IRS‑Rx子信道和Tx‑Rx子信道,其中Tx表示发送端,Rx表示接收端,分别构建三个子信道的信道传输函数;
信道传输函数单元,被配置为:基于子信道单元中得到的子信道传输函数,构建IRS辅助模型的信道传输函数;
信道传输函数优化单元,被配置为:以接收功率最大为目标,优化IRS的反射相位;
信道仿真单元,被配置为:基于优化后的信道传输函数,得到对应的空时频相关函数;
所述基于优化后的信道传输函数,得到对应的空时频相关函数中,得到的空时频相关函数如下式所示:其中, 为时间间隔, 为频率间隔, 是Tx‑IRS子信道的空时频相关函数, 是Rx‑IRS子信道的空时频相关函数, 是Tx‑Rx子信道的空时频相关函数,t为时间,f为频率,K为IRS反射单元数量, 为第k个反射单元的幅度, 表示第k个反射单元的反射相移。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,该程序被处理器执行时实现如上述权利要求1‑6任一项所述的空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法中的步骤。
9.一种计算机设备,其特征在于,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑6任一项所述的空中IRS辅助的车对车通信信道仿真方法中的步骤。