5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告

從-25G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告5G-A通感仿真評估指標(biāo)5G-A通感仿真評估指標(biāo)P25G-A通感融合信道建模方法研究5G-A通感融合信道建模方法研究P10IMT-2020(5G)推進(jìn)組于2013年2月由中國工業(yè)和信息化部、國家發(fā)展和改革委員會、科學(xué)技術(shù)部聯(lián)合構(gòu)基于原IMT-Advanced推進(jìn)組，成員包括中國主要的運(yùn)營商、制造商、高校和研究機(jī)構(gòu)。推進(jìn)組是聚合中國產(chǎn)學(xué)研用力5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告5G-A(5G-Advanced)在原有5G的移動帶寬增強(qiáng)、超高可靠低時(shí)延、海量機(jī)器類通信的“三角能力”基礎(chǔ)上，將向垂直行業(yè)的更深領(lǐng)域擴(kuò)展，加強(qiáng)智能維領(lǐng)域探索，從支撐萬物互聯(lián)到使能萬物智聯(lián)，為社會發(fā)展、行業(yè)升級創(chuàng)造更多價(jià)值和貢獻(xiàn)。其中，5G-A網(wǎng)絡(luò)提供的感知能力將是實(shí)現(xiàn)未來5G-A智能網(wǎng)絡(luò)能力升級、擴(kuò)展垂直行業(yè)應(yīng)用的一個(gè)重要基礎(chǔ)能力。通信和感知融合技術(shù)已然成為5G-A的一個(gè)重要研究方向，其利用移動通信基礎(chǔ)設(shè)施使能感知服眾所周知，移動通信系統(tǒng)的容量直接受到無線信道特性的影響，因此對無線信道傳播特性和模型的研究是推動整個(gè)移動通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一，同時(shí)也是每一代移動通信技術(shù)研究和評估、設(shè)備研發(fā)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)部署的前提條件，而如何準(zhǔn)確建模復(fù)雜、易變的無線信道一直以來是移動通信面臨的巨大挑戰(zhàn)之一。隨著移動網(wǎng)絡(luò)引入感知能力，在其極大拓展了移動網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用場景的同時(shí)，也對傳統(tǒng)移動網(wǎng)絡(luò)性能仿真評估和信道建模方法提出了挑戰(zhàn)。面向通感融合技術(shù)的信道建模不僅是對感知●檢測、定位和追蹤檢測、定位和追蹤的感知應(yīng)用主要是針對無源的（即被感知物體不參與到感知流程），目標(biāo)檢測主要是依賴于目標(biāo)的移動，即利用多普勒信息來檢測。其中，感知目標(biāo)通常是建議的“點(diǎn)”模型，即假設(shè)感知目標(biāo)為質(zhì)點(diǎn)且不考慮體積或形狀，在此時(shí)感知的信道建模對不同感知目標(biāo)特征和區(qū)別，主要●環(huán)境重構(gòu)及目標(biāo)成像環(huán)境重構(gòu)及目標(biāo)成像的感知應(yīng)用需要對周圍環(huán)境中靜態(tài)散射體、準(zhǔn)靜態(tài)散射體、動態(tài)散射體的位置重構(gòu)、散射特性重構(gòu)，以及對靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài)散射體目標(biāo)的成像。這類應(yīng)用的信道建模需要把不同散射體的表面材質(zhì)等特征考慮進(jìn)來。進(jìn)一步的，如精細(xì)重構(gòu)散射體（如人體）時(shí)，還需要將人體軀干再15G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●手勢及姿態(tài)識別手勢及姿態(tài)識別的感知應(yīng)用通常是在近距離分析運(yùn)動目標(biāo)的微多普勒信息。這類應(yīng)用的信道建模本研究報(bào)告對5G-A通感融合技術(shù)仿真評估指標(biāo)和通感融合信道建模方法進(jìn)行研究。其中，本研究報(bào)告中的通感融合信道建模方法主要針對檢測、定位和追蹤類感知應(yīng)用，環(huán)境重構(gòu)類和姿勢識別類本研究報(bào)告中的通感融合信道建模方法研究包括了系統(tǒng)級仿真大尺度和小尺度建模、鏈路級信道建模等。本研究報(bào)告凝聚了通信產(chǎn)業(yè)界關(guān)于5G-A通感融合技術(shù)場景下信道建模的最新方案與方法，提供產(chǎn)業(yè)界面向5G-A通感融合在典型場景下的最新仿真評估結(jié)果，為后續(xù)5G-A通感融合信道模型在通信感知融合需要同時(shí)支持感知和通信業(yè)務(wù)。一方面面向感知應(yīng)用場景，需要定義感知性能指2.1.1吞吐量單用戶吞吐量定義為單位時(shí)間內(nèi)單用戶正確接收的比特?cái)?shù)，即以用戶為粒度統(tǒng)計(jì)在單位時(shí)間內(nèi)層3系統(tǒng)吞吐量定義為單位時(shí)間內(nèi)小區(qū)所有用戶正確接收的比特?cái)?shù)，即在單位時(shí)間內(nèi)層3收到的SDU包含的比特?cái)?shù)除以總小區(qū)數(shù)，單位為bit/s/TRxP或bps/TRxP。2.1.2頻譜效率第5個(gè)百分點(diǎn)用戶頻譜效率是歸一化用戶吞吐量的CDF的5%點(diǎn)。歸一化的用戶吞吐量定義為正確接收的比特?cái)?shù)，即單位時(shí)間內(nèi)層3收到的SDU包含的比特?cái)?shù)除以信道帶寬，單位bit/s/Hz。其中，信道帶寬定義為：有效帶寬×頻率復(fù)用因子，其中有效帶寬是考慮上下行比例的歸一化工作帶寬。Ri(Ti)表示用戶i正確接收的比特?cái)?shù)，Ti表示用戶i的會話激活時(shí)間，W表示信道帶寬，ri表示用戶i的（歸一25G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告平均頻譜效率是所有用戶（正確接收的比特?cái)?shù)）的聚合吞吐量，即單位時(shí)間內(nèi)層3接收到的SDU中包含的比特?cái)?shù)除以特定頻帶的信道帶寬，再除以TRxP個(gè)數(shù)，單位為bit/s/Hz/TRxP。其中，Ri(T)表示在包含N個(gè)用戶和M個(gè)TRxP的系統(tǒng)中下行用戶i或上行用戶i正確接收的比特?cái)?shù)。W表示信道帶寬，T表示數(shù)據(jù)接收使用的時(shí)間。平均頻譜效率SEav一般而言，平均頻譜效率應(yīng)與第5百分位用戶頻譜效率使用同樣的仿真方法聯(lián)合評估。頻譜效率與許多設(shè)計(jì)因素有關(guān)。與峰值頻譜效率類似，減少開銷（包括控制開銷和參考信號開銷）將有助于提高2.1.3誤塊率誤塊率指BLER（BlockErrorRate，誤塊率即在一定時(shí)間內(nèi)傳輸一個(gè)層2/3數(shù)據(jù)包的錯(cuò)誤概率，具體的統(tǒng)計(jì)方式為錯(cuò)誤傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包/總生成的數(shù)據(jù)包。2.1.4通信開銷一般而言，通信開銷是指控制信號、參考信號、以及公共信號的開銷OH(OverHead,開銷)。在不犧牲系統(tǒng)性能的情況下，降低系統(tǒng)開銷可以提升頻譜效率和小區(qū)數(shù)據(jù)速率。如果兩種技術(shù)提供的后處理SINR相同（即支持相同調(diào)制階數(shù)、相同編碼速率、相同層數(shù)每用戶）則通信開銷越小越好。如下35G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告NRE=NRB×12×NOS為時(shí)頻資源塊中的RE個(gè)數(shù)(TDL,η*BW)；●TDL表示給定上下行圖案的一個(gè)周期內(nèi)用于下行傳輸?shù)腘OSOFDM符號的長度，例如，每10個(gè)時(shí)隙(NR)或10個(gè)傳輸時(shí)間間隔TTI(LTE)；●η為頻譜利用率，BW為系統(tǒng)帶寬；●NRB為帶寬η*BW內(nèi)的RB數(shù)，12為1個(gè)RB內(nèi)的子載波數(shù)；●(η*BW)是不包括保護(hù)頻帶的帶寬，一半的GP符號被視為用于下行資源，因此在計(jì)算為同一時(shí)頻資源（TDL,η*BW）內(nèi)可用于下行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸RE數(shù)；45G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告時(shí)頻資源塊（TDL,η*BW）如圖2所示。在該示例中，假設(shè)DL/UL的圖案是“DDDSU”，即3個(gè)下行時(shí)隙、1個(gè)特殊時(shí)隙和1個(gè)上行時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙由14個(gè)OFDM符號組成。1個(gè)特殊時(shí)隙由1為上行資源。因此，TDL在一個(gè)DDDSU周期（5個(gè)時(shí)隙）內(nèi)由3×14+11=53個(gè)OFDM符號組成。RE數(shù)NRE，和將在53個(gè)OFDM符號內(nèi)計(jì)算。如果采用10個(gè)時(shí)隙作為DL/UL周期，則TDL將包括106個(gè)2.1.5通信空口時(shí)延通信空口時(shí)延（用戶面時(shí)延）是源端發(fā)送數(shù)據(jù)包到目的端接收到數(shù)據(jù)包所消耗的時(shí)間（以毫秒為單位）。用戶面時(shí)延定義為在網(wǎng)絡(luò)空載條件下，假設(shè)移動臺處于激活狀態(tài)，對于給定業(yè)務(wù)在上行或下行中成功地從無線協(xié)議層2/3SDU入口點(diǎn)向無線協(xié)議層2/3SDU出口點(diǎn)成功發(fā)送應(yīng)用層分組/消息所T(l)的確切值取決于l，l是數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)一個(gè)時(shí)隙中的OFDM符號的索引。對于TDD頻帶來說，如果下行數(shù)據(jù)包在上行時(shí)隙到達(dá)，則需等到下一個(gè)下行時(shí)隙發(fā)送，相比下行時(shí)隙到達(dá)的數(shù)據(jù)包，等待時(shí)間更長。這種情況同樣適用于NRFDD頻帶，原因在于NR允許子時(shí)隙處理，如果數(shù)據(jù)包在時(shí)隙的后55G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告半部分到達(dá)，則可能需要等到下一個(gè)時(shí)隙的開始才能進(jìn)一步處理；而如果數(shù)據(jù)包在時(shí)隙的起始部分到達(dá)，則可能在該時(shí)隙內(nèi)處理。為了消除具體到達(dá)符號索引的影響，用戶面時(shí)延的平均值很有幫助。其其中，N是構(gòu)成一個(gè)DL/UL圖案周期的時(shí)隙數(shù)，14是在一個(gè)時(shí)隙中的OFDM符號數(shù)目。面向不同場景，感知指標(biāo)可分為多類，各場景需評估的指標(biāo)側(cè)重點(diǎn)有所不同。感知性能指標(biāo)大體●通用指標(biāo)：分辨率、精確度、檢測成功率、感知空口時(shí)延、感知范圍、感知更新頻率、感知開●定位類相關(guān)指標(biāo)：距離/速度/角度的精度●成像類相關(guān)指標(biāo)：徑向/橫向分辨率，峰值旁瓣比，積分旁瓣比等●目標(biāo)識別類相關(guān)指標(biāo)：目標(biāo)檢測成功率，目標(biāo)分辨率，多目標(biāo)識別數(shù)等本節(jié)重點(diǎn)定義通用指標(biāo)，針對特定場景，如附錄中仿真場景，評估指標(biāo)可以此為基礎(chǔ)進(jìn)行調(diào)整或65G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告2.2.1分辨率無線感知分辨率是指系統(tǒng)能夠區(qū)分的兩個(gè)鄰近目標(biāo)之間的最接近程度，主要從距離、速度和角度三個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。其中距離和速度分辨率取決于波形參數(shù)（信號時(shí)寬和帶寬），角度分辨率取決于天線波束寬度。通常情況下，無線感知系統(tǒng)只需要在距離、速度和角度中的某一維區(qū)分鄰近目標(biāo)。鄰距離分辨率是指點(diǎn)目標(biāo)之間的最小可區(qū)分距離。一般而言，決定距離分辨率的是感知信號的有效帶寬B，有效帶寬越寬，距離分辨率越好。距離分辨率無線感知分辨率是指系統(tǒng)能夠區(qū)分的兩個(gè)鄰近目標(biāo)之間的最接近程度，主要從距離、速度和角度三個(gè)方面進(jìn)行評價(jià)。其中距離和速度分辨率取決于波形參數(shù)（信號時(shí)寬和帶寬角度分辨率取決于天線波束寬度。通常情況下，無線感知系統(tǒng)只需要在距離、速度和角度中的某一維區(qū)分鄰近目標(biāo)。鄰近目標(biāo)在上述三個(gè)維度都無法分辨的情況在實(shí)際中是距離分辨率是指點(diǎn)目標(biāo)之間的最小可區(qū)分距離。一般而言，決定距離分辨率的是感知信號的有效角度分辨率（約等于半功率/3dB波束寬度）是指兩個(gè)目標(biāo)處于相同距離上，最小能夠區(qū)分的角多普勒分辨率是指兩個(gè)目標(biāo)可以被準(zhǔn)確感知區(qū)分的最小多普勒頻移差距，與符號累積時(shí)間成反比。多普勒分辨率可表示為:速度分辨率是指兩個(gè)目標(biāo)處于相同距離、相同回波信號強(qiáng)度上，最小可區(qū)分的多普勒頻移差值，75G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告2.2.2精確度無線感知精確度指被測目標(biāo)距離、速度和角度與其真實(shí)值之間的接近程度，通常采用均方根誤差來描述。精確度一方面取決于無線感知波形及天線參數(shù)（信號時(shí)寬、帶寬及波束寬度），另一方面也2.2.3檢測成功率無線感知目標(biāo)檢測是指對接收機(jī)輸出的由目標(biāo)回波信號、噪聲和其它干擾組成的混合信號進(jìn)行特定的信號處理和門限判決，以規(guī)定的檢測概率（通常比較高）發(fā)現(xiàn)未知目標(biāo)的回波信號，而噪聲和其它干擾則以低概率產(chǎn)生隨機(jī)虛警（通常以一定的虛警概率為條件）。無線感知的檢測概率和虛警概率是衡量目標(biāo)檢測性能的兩個(gè)常用指標(biāo)。檢測概率Pd是指在感知接收機(jī)輸出混合信號中存在目標(biāo)回波且目標(biāo)回波信號強(qiáng)度高于預(yù)設(shè)門限，系統(tǒng)判為目標(biāo)存在的正確概率。虛警概率Pfa指的是感知接收機(jī)輸85G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告出混合信號中沒有目標(biāo)回波但判決為有目標(biāo)回波的錯(cuò)誤概率。在雷達(dá)目標(biāo)檢測中，通常采用確保虛警概率恒定的恒虛警檢測方法，此時(shí)，目標(biāo)檢測概率取決于目標(biāo)回波信號、噪聲和干擾信號的幅度分布為了保證感知系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)的質(zhì)量（例如在虛警概率Pfa=10-6的條件下發(fā)現(xiàn)概率知系統(tǒng)接收機(jī)必須收到足夠高的信號噪聲比。根據(jù)Shnidman經(jīng)驗(yàn)公式，感知基站在給定的發(fā)現(xiàn)概率Pd其中sign(x)是符號函數(shù)sign(x)=2U(x)-1，即x>0，sign(x)=1；X<0，sign(x)=-1。2.2.4感知空口時(shí)延感知空口時(shí)延指從源端發(fā)送感知信號到目的端接收到感知信號所消耗的時(shí)間（ms）。感知空口時(shí)延定義為在網(wǎng)絡(luò)空載條件下，假設(shè)感知設(shè)備處于激活狀態(tài)，對于給定感知業(yè)務(wù)在上行或下行中成功感感知空口時(shí)延評估應(yīng)考慮重新傳送的情況。假設(shè)初傳感知時(shí)延為T0，初傳感知時(shí)延和一次重傳感2.2.5感知范圍測距范圍包括最小可測距離和最大單值測距范圍。最小可測距離，是指感知能測量的最近目標(biāo)的距離。最大單值測距范圍，則是被測目標(biāo)的最大作用距離，如進(jìn)行三維空間感知，則需要從三維坐標(biāo)95G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告2.2.6感知更新頻率感知更新頻率一般定義為感知結(jié)果更新的頻率或頻次，更快的感知頻率必然需要更多的感知資2.2.7感知開銷 現(xiàn)有通信系統(tǒng)中僅建模信號發(fā)射端與信號接收端間的單向多徑信道，用于描述信號發(fā)射端與信號接收端間的信道環(huán)境特性，例如3GPPTR38.901中簇延遲線CDL信道等[1]。然而，在通感融合系統(tǒng)中，由于感知系統(tǒng)需要通過接收感知目標(biāo)反射的感知信號對環(huán)境中的目標(biāo)進(jìn)行感知和探測，因此需要構(gòu)建適用于通感系統(tǒng)的雙向多徑信道，包括從感知發(fā)送端到感知目標(biāo)之間的鏈路以及感知目標(biāo)到感知接收端之間的鏈路。通感信道模型可以在現(xiàn)有通信信道模型的基礎(chǔ)上，通過引入感知系統(tǒng)相關(guān)的元素及特征，例如雷達(dá)散射截面積RCS等信息，對通信信道模型進(jìn)行改進(jìn)，使其適用于不同的通感場景，在傳統(tǒng)通信系統(tǒng)信道建模中，通信信道建模方法大致可分為三類，即統(tǒng)計(jì)性信道模型、確定性信●統(tǒng)計(jì)性信道模型：統(tǒng)計(jì)性建模方法也稱為參數(shù)建模法，主要通過信道測量并基于無線信道的統(tǒng)計(jì)特性建立信道模型。該方法通過對典型場景進(jìn)行實(shí)際測量，從大量的實(shí)測數(shù)據(jù)中歸納出信道重要的5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告統(tǒng)計(jì)特性，以此獲得無線信道的經(jīng)驗(yàn)公式。根據(jù)無線信道測量的側(cè)重點(diǎn)和所采取的方法，統(tǒng)計(jì)性建模又可以分為信道沖激響應(yīng)建模和隨機(jī)信道建模。信道沖激響應(yīng)建模側(cè)重于無線信道多徑衰落，例如抽頭延遲線模型。隨機(jī)信道建模法多用于窄帶通信系統(tǒng)的建模，主要是預(yù)測一個(gè)大范圍內(nèi)的信號強(qiáng)度變●確定性信道模型：該方法利用無線傳播環(huán)境的具體地理信息，根據(jù)電磁波傳播理論等分析預(yù)測無線信道模型，無需進(jìn)行大量的實(shí)測，只需利用傳播環(huán)境的詳細(xì)信息對信號的傳播進(jìn)行較準(zhǔn)確的預(yù)測，例如地理特征、建筑結(jié)構(gòu)、材料特性等。常用的確定性建模方法包括RT(RayTracing,射線跟蹤●半確定性信道模型：該方法融合了統(tǒng)計(jì)性模型和確定性模型的優(yōu)點(diǎn)，模型復(fù)雜度較低，較好的基于確定性模型導(dǎo)出的公式進(jìn)行改進(jìn)，提升信道建模精度。常用的半確定性建模方法包括統(tǒng)計(jì)與RT結(jié)合的方法SRH，基于隨機(jī)散射體放置與RT結(jié)合的方法SSRTH，基于數(shù)字地5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告當(dāng)前業(yè)界廣泛采用的3GPP標(biāo)準(zhǔn)化建模方法屬于統(tǒng)計(jì)性信道模型中的信道沖激響應(yīng)建模法，如圖4中建模了用于系統(tǒng)級仿真的快衰模型和用于鏈路級仿真的TDL和CDL模型。下面以CDL模型為例，介紹其原理。3GPPTR38.901中對CDL模型進(jìn)行了定義，該模型適用于從0.5GHz到100GHz的頻率范圍，最大帶寬為2GHz。CDL信道模型基于簇的概念進(jìn)行建模，由于在信道測量中信號經(jīng)過一組散射體后到達(dá)接收機(jī)，其多徑時(shí)延、離開角、到達(dá)角（角度信息用于表征信道模型的空間特性）等參數(shù)具有相似的統(tǒng)計(jì)特性，因此將一組散射體建模為簇的概念。CDL信道共有五種不同的模型，分別為CDL-A（包含23個(gè)簇），CDL-B（包含23個(gè)簇），CDL-C（包含24個(gè)簇），CDL-D（包含13個(gè)簇）以及CDL-E（包含14個(gè)簇）模型。CDL-A、CDL-B和CDL-C模型主要用于描述NLOS場景信道，而CDL-D和CDL-E模型主要用于描述LOS場景信道。此外，CDL信道每個(gè)簇中均建模20個(gè)徑，每個(gè)徑在模型，在其基礎(chǔ)上引入感知相關(guān)特征（例如RCS等），進(jìn)而適用于通感系統(tǒng)雙向多徑傳輸。具體地，大尺度路徑損耗、小尺度多徑，環(huán)境干擾建模，RCS建模等需要進(jìn)一步研究與增強(qiáng)，增強(qiáng)方向總體考●大尺度路徑損耗：大尺度路徑損耗包括了感知發(fā)送端與感知目標(biāo)、感知目標(biāo)與感知接收端的路5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●小尺度多徑建模：感知發(fā)送端與感知目標(biāo)、感知目標(biāo)與感知接收端之間的多徑可以建模為LOS徑、NLOS徑，同時(shí)可以引入環(huán)境目標(biāo)，信號經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)反射對感知信號接收形成干與環(huán)境目標(biāo)、環(huán)境目標(biāo)與感知接收端之間的多徑也可以建模為LOS徑、NLOS徑。當(dāng)模型中有通信目標(biāo)●RCS建模：感知信道建模中需要利用RCS來表征信號經(jīng)過物體產(chǎn)生衰落。研究中RCS具有建?！衿渌匦裕侯惐韧ㄐ判诺澜＃兄诺酪残枰紤]空間一致性、移動性等特性。當(dāng)感知發(fā)送此外，在通感信道建模時(shí)，需要考慮感知系統(tǒng)的感知方式。從無線感知模式的角度，可以根據(jù)感●單站感知模式：為主動式感知，感知發(fā)送端和感知接收端部署在同一設(shè)備上，也稱為Mono-●雙站感知模式：為被動式感知，感知發(fā)送端和感知接收端部署在不同設(shè)備上，也稱為Bi-static其中感知發(fā)送端和感知接收端均可以是通信基站或終端。雙站感知模式和單站感知模式示意圖如圖5所示（圖中感知信號收發(fā)端以基站為例）。在信道建模中，在不同感知模式下，相關(guān)參數(shù)的配置存5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告在通感融合信道建模中，大尺度衰落主要描述距感知發(fā)送端一定距離的感知接收端的功率變化。在3GPPTR38.901[1]中，通信信道大尺度衰落主要體現(xiàn)在路徑損耗，穿透損耗和陰影衰落中。由于通感系統(tǒng)具有感知發(fā)送端到感知目標(biāo)以及感知目標(biāo)到感知接收端兩段鏈路，因此在建模路徑損耗時(shí)需要考慮信號在兩段鏈路中的路徑損耗，并且需要考慮信號經(jīng)過感知目標(biāo)時(shí)由于反射、散射等造成的能量損失，該特性通常由雷達(dá)散射截面積RCS來描述。在傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中，雷達(dá)通常需要基于LOS徑的信號進(jìn)行目標(biāo)感知和探測，在通感系統(tǒng)中同樣考慮存在LOS徑的場景，因此通感大尺度衰落不需要考慮穿透損耗建模。此外，對于陰影衰落的建模，可完全復(fù)用現(xiàn)有3GPP中的陰影衰落模型。本小節(jié)將介紹通感信道大尺度衰落建模，主要包括LOS概率，路需要說明的是，RCS除考慮建模在大尺度衰落上，也有研究應(yīng)用于小尺度衰落中。因?yàn)槲矬w表面介質(zhì)并不是絕對均勻，每個(gè)角度可能對應(yīng)不同的散射特性。如果RCS建模在小尺度衰落上，對每個(gè)感知目標(biāo)或散射簇可以考慮分別建模RCS，每個(gè)感知目標(biāo)和散射簇分別利用路徑損耗公式計(jì)算得到路徑3.2.1LOS概率在感知中LOS和NLOS是根據(jù)感知方（感知發(fā)送端和感知接收端）和感知目標(biāo)之間是否存在遮擋來1）單站感知模式中，根據(jù)信道互異性，感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的路徑和感知目標(biāo)到感知接收端的5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告2）雙站感知模式中，感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的路徑和感知目標(biāo)到感知接收端的路徑其LOS概率是在3GPPTR38.901中定義了LOS的概率（詳見7.4.2LOS概率），在相應(yīng)的感知場景中，可以沿3.2.2路徑損耗建模在通感場景中，感知發(fā)送端發(fā)出的信號經(jīng)過感知目標(biāo)后到達(dá)感知接收端，其中感知發(fā)送端距感知通感系統(tǒng)路徑損耗計(jì)算公式可以基于現(xiàn)有3GPP定義的路徑損耗計(jì)算公式修改得到?，F(xiàn)有3GPP定義的路徑損耗公式描述的是發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的單向鏈路，其中包含接收機(jī)的接收天線孔徑的影響，而感知目標(biāo)僅反射信號。如果感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的路徑損耗PL(d1)和感知目標(biāo)到感知接收端的路徑損耗PL(d2)分別套用一次3GPPTR38.901中表7.4.1-1給出的路徑損耗模型，相當(dāng)于計(jì)算了兩次接收天線孔徑的影響，而沒有計(jì)算感知目標(biāo)散射造成的影響。因此在路徑損耗計(jì)算中需要減去一次接收天線孔徑的影響，并且引入感知目標(biāo)RCS的影響。因此，通感系統(tǒng)路徑損耗PLs(d1,d2)計(jì)算公式為5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告其中，PL(d1)和PL(d2)可以采用現(xiàn)有3GPP中定義的路徑損耗公式，或者采用自由空間損耗公式進(jìn)行計(jì)算，λ表示波長，單位為米（m），σRCS表示感知目標(biāo)的RCS，單位為平方米（m2）。具體的，5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告3.2.3RCS建模當(dāng)感知目標(biāo)接收到感知發(fā)送端發(fā)出的信號后，因其散射特性而產(chǎn)生散射回波，而在雷達(dá)場景中通常使用RCS來表征其散射特性。通常情況下，RCS是視角，頻率，極化的復(fù)雜函數(shù)，即使對于簡單的目標(biāo)，觀測到的RCS也會隨雷達(dá)工作頻率以及目標(biāo)的視角發(fā)生復(fù)雜的變化。因此，可以采取不同的方法1：RCS建模為固定值在該方法中將感知目標(biāo)假設(shè)為點(diǎn)目標(biāo)，無論從任何方向入射或反射，均假設(shè)RCS為定值，因此采用特定的RCS取值。對于不同的感知目標(biāo)，通常RCS取值不同。表4給出微波頻段下不同反射物的RCS5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告方法2：RCS建模為服從特定概率密度函數(shù)的隨機(jī)變量在該方法中RCS是一個(gè)服從特定概率密度函數(shù)的隨機(jī)變量，例如均勻分布、高斯分布、施威林根據(jù)不同的感知目標(biāo)，可以將RCS建模為均勻分布或者高斯分布，例如，表5給出均勻分布或高斯該模型為雷達(dá)系統(tǒng)中常用的RCS模型，主要分為SwerlingI，SwerlingII，SwerlingIII和SwerlingIV四種類型。通常情況下，感知接收端感知目標(biāo)時(shí)其掃描過程是周期性的。如果同一個(gè)掃描周期內(nèi)的多個(gè)回波間具有相關(guān)性，不同掃描周期間的多個(gè)回波不具有相關(guān)性，即表明感知目標(biāo)起伏特性變化較慢，稱之為慢起伏，可用SwerlingI和SwerlingIII模型來描述。如果同一個(gè)掃描周期內(nèi)的多個(gè)回波不具有相關(guān)性，即表明感知目標(biāo)起伏特性變化較快，稱之為快起伏，可用SwerlingII和5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告SwerlingIV模型來描述。不同的Swerling具有不同的概率分布特性，SwerlingI和SwerlingII模型將RCS建模為瑞利分布，而SwerlingIII和SwerlingIV模型將RCS建模為卡方分方法3：根據(jù)感知目標(biāo)形狀和電磁波角度計(jì)算RCS在該方法中將感知目標(biāo)近似為簡單的形狀物體，根據(jù)感知目標(biāo)形狀和電磁波角度計(jì)算RCS。單站感知模式下，文獻(xiàn)[16]提供了一些簡單形狀物體（如：球體、橢球體、圓柱體、圓形平板、矩形平板等）的RCS計(jì)算公式。雙站感知模式的RCS可以基于單站模式的RCS公式，利用單-雙站等價(jià)公式進(jìn)行對于特定感知目標(biāo)，也可以導(dǎo)入實(shí)際測試得到的感知目標(biāo)RCS方向3.3.1感知多徑建模面向感知的傳輸路徑包括了從感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的傳輸路徑，以及信號經(jīng)過感知目標(biāo)反射到感知接收端的傳輸路徑。感知信號在傳輸過程中，部分信號經(jīng)過感知目標(biāo)，信號中攜帶感知目標(biāo)的相關(guān)信息，而另一部分信號不經(jīng)過感知目標(biāo)，只經(jīng)過環(huán)境反射，或在雙站感知模式中的感知收發(fā)端間的LOS徑，這些信號中不攜帶感知目標(biāo)的相關(guān)信息。經(jīng)過感知目標(biāo)的信號在雙向鏈路傳播時(shí)，信號可以間傳播。對于LOS回波，定義為3.2.1章節(jié)中單站感知模式下的LOS感知和雙站感知模式下的兩段LOS徑的情況。對于NLOS回波信道，定位為3.2.1章節(jié)中單站感知模式下的NLOS感知和雙站感知模式下的兩段中存在NLOS徑的情況，如圖7中的（B）（C）（D）。經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的信號同樣可以是LOS回波或者NLOS回波信道。針對感知信號傳輸多徑的建模，從簡單到復(fù)雜，可以考慮如下4種方法。本小節(jié)中使用的圖例如圖8所示。其中環(huán)境目標(biāo)可以表示空間中的散射簇或散射體等概念。對于LOS回波，5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告在傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng)中，由于LOS徑的能量通常遠(yuǎn)大于NLOS徑的能量，雷達(dá)系統(tǒng)需要基于LOS徑進(jìn)行感知與探測。為簡化通感信道模型，與雷達(dá)系統(tǒng)類似，該方法中考慮基于自由空間的通感信道模型，僅對經(jīng)過感知目標(biāo)的LOS回波進(jìn)行建模，即僅建模感知收發(fā)端和感知目標(biāo)之間的LOS回波。方法1示意該方法中在LOS感知信道的基礎(chǔ)上添加經(jīng)過感知目標(biāo)的NLOS徑信道，即按照現(xiàn)有通信系統(tǒng)的信道模型建模感知發(fā)送端與感知目標(biāo)間的LOS徑和NLOS徑。假設(shè)環(huán)境中存在M-1個(gè)環(huán)境目標(biāo)，則感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的多徑鏈路建模為1條LOS徑和M-1條NLOS徑，感知目標(biāo)到感知接收端間的多徑鏈路同樣建模為1條LOS徑和M-1條NLOS徑。感知發(fā)送端和感知目標(biāo)間的多徑與感知目標(biāo)和感知接收端的多徑間可以建模為下列三種匹配關(guān)系。第一種匹配關(guān)系為雙向鏈路的LOS進(jìn)行匹配，雙向鏈路的M-1條5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告NLOS徑間隨機(jī)匹配。第二種匹配關(guān)系為雙向鏈路的LOS進(jìn)行匹配，雙向鏈路的M-1條NLOS徑間順序匹配。第三種匹配關(guān)系為雙向鏈路的多徑（LOS徑加NLOS徑）間隨機(jī)匹配（即存在LOS徑和NLOS徑匹配的情況）。建模經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的信道時(shí)，僅建模感知信號收發(fā)端和環(huán)境目標(biāo)之間的LOS徑信道。此外，在雙站感知模式中，同時(shí)建模感知收發(fā)端間的LOS徑信道。方法3等價(jià)于方法2的基礎(chǔ)上添加經(jīng)過感知目標(biāo)的NLOS回波。方法3示意圖如圖11所示（圖中經(jīng)過感知目標(biāo)的NLOS徑以單跳為例，實(shí)際建模時(shí)不限制NLOS徑的跳數(shù)（與3GPP信道建模相同）。此外，紅色表示經(jīng)過感知目標(biāo)的LOS徑，藍(lán)該方法在建模經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的信道時(shí)除建模LOS徑外，同時(shí)建模NLOS徑，即考慮部分經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的信道經(jīng)過多次散射簇的反射（多跳）后被感知接收端接收。方法4等價(jià)于方法3的基礎(chǔ)上將部分經(jīng)圖12建模經(jīng)過感知目標(biāo)的LOS回波+NLOS回波和經(jīng)5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告3.3.2小尺度衰落建模步驟通感信道包含通信信道和感知信道，其中通信信道小尺度建模沿用3GPPTR38.901中的方法，是否存在相關(guān)性，分兩種情況來建模。當(dāng)通信和感知信道存在相關(guān)性時(shí)，利用通信和感知信道共享的環(huán)境信息，根據(jù)通信信道NLOS簇的空間位置映射出環(huán)境目標(biāo)，以此構(gòu)建通感信道關(guān)聯(lián)性模型。當(dāng)通信●通信信道：包含LOS和NLOS信道?！窀兄诺溃喊h(huán)境目標(biāo)的感知信道和感知目標(biāo)的感知信道?！癍h(huán)境目標(biāo)的感知信道：指感知發(fā)送端-環(huán)境目標(biāo)-感知接收端之間的信道，包括LOS回波和●感知目標(biāo)的感知信道：指感知發(fā)送端-感知目標(biāo)-感知接收端之間的信道，包括LOS回波和A發(fā)A收感知模式和A發(fā)B收感知模式的多徑傳播如圖14所示，考慮經(jīng)過感知目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)的5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告3.3.2.1基于分段的小尺度信道建模方法該方法將感知發(fā)送端到感知目標(biāo)之間的信道、感知目標(biāo)到感知接收端之間的信道進(jìn)行分段建模。在第一段信道建模中，將感知目標(biāo)建模為接收端，而在第二段信道建模中，將感知目標(biāo)建模為發(fā)送端，最終將兩段信道進(jìn)行級聯(lián)獲取完整的信道。在每段信道生成時(shí)，均可以建模LOS和NLOS簇，可以感知信道建模流程如下所示。以下描述以基站到感知目標(biāo)、環(huán)境目標(biāo)的信道建模為例，同樣的方◆步驟1:設(shè)置場景、網(wǎng)絡(luò)布局以及天線參數(shù)●選擇場景類型，支持UMi、UMa、RMa、InH、InF、UAV、V2X等場景；●定義全局坐標(biāo)系，定義水平角、俯仰角θ的方向，定義球面基向量和；●配置基站和終端的數(shù)目；●配置基站和終端的3D坐標(biāo)，并由此計(jì)算出每個(gè)基站和終端之間的LOS方向，,●配置基站和終端的天線場方向圖Ftx和Frx，以及天線陣列的幾何形狀；angle）、ΩBS,β（downtiltangle）和ΩBS,γ（slantangle）決定，終端陣列方向由ΩUT,α、ΩUT,β和ΩUT,γ決定，根據(jù)陣列方向，可以將仿真空間中的全局坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為在陣列天線上的局部坐標(biāo)；●配置全局坐標(biāo)系下終端的移動速度和方向；5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●配置通感系統(tǒng)的中心頻率fc和帶寬B，單位Hz；●配置感知目標(biāo)的RCS類別（如車輛、無人機(jī)）、數(shù)量和全局坐標(biāo)系下的移動速度和方向；●配置感知目標(biāo)的3D坐標(biāo)，并由此分別計(jì)算出每個(gè)感知發(fā)送端、感知接收端與感知目標(biāo)之間的●配置環(huán)境目標(biāo)的RCS類別、數(shù)量和以及全局坐標(biāo)系下的移動速度和方向。當(dāng)環(huán)境目標(biāo)為靜止針對不同的仿真場景，步驟2~10中的參數(shù)計(jì)算或取值有所不同，包括LOS/NLOS概率計(jì)算，大尺度參數(shù)（DS、AS、SF、K）、簇時(shí)延、角度參數(shù)等。UMi、UMa、RMa、InH、InF場景參考3GPPTR38.901，UAV場景參考3GPPTR36.777，V2X場景參考3GPPTR3◆步驟2:確定傳播LOS/NLOS每個(gè)感知發(fā)送端、感知接收端與感知目標(biāo)之間的LOS和NLOS狀態(tài)確定◆步驟3：計(jì)算路損參考3.2節(jié)中的大尺度建模方法計(jì)算經(jīng)感知◆步驟4:計(jì)算大尺度參數(shù)（DS、AS、SF、K）復(fù)用3GPPTR38.901的7.5章節(jié)方法分別獲取感知目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知接收端的DS、AS、SF、K參數(shù)。當(dāng)感知目標(biāo)和終端位置一致時(shí)，感知發(fā)送端到終端的通信信道和感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的感知信道的大尺度參數(shù)一致。對于A發(fā)A收模式，感知發(fā)送端到終端的通信信道和感知目標(biāo)到感知接收端的感◆步驟5:生成簇時(shí)延復(fù)用3GPPTR38.901的7.5章節(jié)方法分別獲取感知目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知接收端的簇時(shí)延參大尺度參數(shù)，但和在生成時(shí)采用不同的隨機(jī)數(shù)。當(dāng)感知目標(biāo)和終端位置一致，通信信道和感知信道的簇時(shí)延存在相關(guān)性。如果感知發(fā)送端為基5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告◆步驟6:生成簇功率復(fù)用3GPPTR38.901的7.5章節(jié)方法分別獲取感知目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知接收端的Pα,n和Pβ,n，其中Pα,n代表感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的第n個(gè)簇的功率，Pβ,n代表感知目標(biāo)到感知接收端的第n個(gè)對于A發(fā)A收模式，如果為LOS簇，對應(yīng)的Pα,n和Pβ,n取值一致。如果為NLOS簇，兩段信道可采用相同的大尺度參數(shù)，但Pα,n和Pβ,n生成時(shí)采用不同的隨機(jī)數(shù)。在生成感知目標(biāo)信道時(shí)，NLOS簇的數(shù)目與信道建模復(fù)雜度相關(guān)，可考慮以下方法來進(jìn)行建模。存◆步驟7:生成到達(dá)角和離開角復(fù)用3GPPTR38.901的7.5章節(jié)方法分別獲取感知目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知接收端的四個(gè)角B）的水平和垂直離開角，和分別為感知目標(biāo)到感知接收端（圖對于A發(fā)A收模式，如果為LOS簇，對應(yīng)的與一致，〖對應(yīng)的與一致，對應(yīng)的與一致，對應(yīng)的與一致。如果為NLOS簇，兩段信道可采用相同的大尺度參當(dāng)感知目標(biāo)和終端位置一致時(shí)，通信信道和感知信道的在簇角度上存在相關(guān)性。如果感知發(fā)送端5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告為基站，基站到感知目標(biāo)的感知信道的水平、垂直離開角與基站到終端的通信信道的水平離開角、垂◆步驟8:生成環(huán)境目標(biāo)的感知信道該方法將通信信道的NLOS簇對應(yīng)的散射體建模成當(dāng)成環(huán)境目標(biāo)，并根據(jù)NLOS簇的角度、時(shí)延參數(shù)映射出散射體的空間位置。為了降低環(huán)境目標(biāo)的建模復(fù)雜度，在建模中僅根據(jù)簇的信道參數(shù)，不考慮子徑的信道參數(shù)來確定環(huán)境目標(biāo)的位置。在這種情況下，相當(dāng)于1個(gè)簇對應(yīng)1個(gè)散射體，對應(yīng)1個(gè)環(huán)境目標(biāo)，簇和散射體的位置相同。散射體的RCS根據(jù)散射體的類型（如建筑物、植被）確定。根據(jù)概率◆步驟8.1:環(huán)境目標(biāo)的位置映射根據(jù)通信信道中的NLOS簇的時(shí)延、AOD、ZOD、AOA、ZOA參數(shù)映射出散射體在幾何空間的實(shí)際位置。當(dāng)感知發(fā)送端為基站時(shí)，根據(jù)基站到終端的通信信道NLOS簇參數(shù)確定散射體在全局坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo)。散射體的位置映射與每條徑經(jīng)歷的簇的數(shù)量有關(guān)。每條基站到終端的鏈路存在單跳或多5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告其中，|r|是感知發(fā)送端和感知接端之間的距離，對應(yīng)簇n的離開角(n,ZOD,n,AOD)，轉(zhuǎn)換到全局n表示從TX（感知發(fā)送端）指向FBS的向量，為從TX指向散射體的單位向量。對于TX、RXn替換為n,得到進(jìn)一步地，可以得到FBS相對于TX的笛卡爾坐標(biāo)，若TX位于全局坐標(biāo)系的原點(diǎn)，則該笛卡爾坐標(biāo)方法2-1：基于NLOS簇的離開角和到達(dá)角計(jì)算散射體的位置5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告2）利用水平離開角為，垂直離開角為可以確定發(fā)射信號射線和LOS徑之間的夾角γ,即y=cos-1(coswsin)4）假設(shè)由步驟2）和步驟3）得到的和在同一平面上，由此可將該平面表示為橢圓，如圖175）通過發(fā)射信號射線和接收信號射線，可以確定一個(gè)交點(diǎn)。該交點(diǎn)即為散射簇中一個(gè)散射體的位置△。兩條射線的斜率表示如下：5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告1）已知距離R，某條多徑的水平離開角AOD為φ,垂直離開角ZOD為θ,隨機(jī)產(chǎn)生的時(shí)延τn。2）利用水平離開角φ,垂直離開角θ確定發(fā)射信號射線和LOS徑之間的夾角γ。3）切出γ所在的平面，由此可將該平面表示為橢圓。并由時(shí)延τn可以確定，第n個(gè)散射體對應(yīng)的2a=d1+d2=R+ctn4）通過發(fā)射信號射線方程和橢圓方程聯(lián)立，可以確定兩個(gè)交點(diǎn)，舍棄其中一個(gè)交點(diǎn)，得到散射體5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告方法2-3：基于NLOS簇的時(shí)延、AOA、ZOA計(jì)算散射體的位置利用各個(gè)簇的AOA、ZOA和時(shí)延三個(gè)信息確定散射體的空間位置，該方法與綜合比較上述散射體映射方法，多跳散射體映射方法建模較為復(fù)雜，可優(yōu)先考慮單跳散射體映射方法。在單跳散射體映射方法中，方法2-1假設(shè)兩條射線在一個(gè)平面內(nèi)可以相交，偏理想化，另外有可能出現(xiàn)多個(gè)簇的部分角度信息相同，導(dǎo)致多個(gè)簇的空間位置重合。方法2-2和方法2-3計(jì)算方法相似，建議采用單跳散射體映射方法2-2?！舨襟E8.2:構(gòu)建所有環(huán)境目標(biāo)位置的集合根據(jù)步驟8.1生成的簇位置，構(gòu)建環(huán)境目標(biāo)位置集合。假設(shè)有1個(gè)基站，M◆步驟8.3:判斷環(huán)境目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知接收端的LOS概率根據(jù)步驟2中的方法確定環(huán)境目標(biāo)到感知發(fā)送端和感◆步驟8.4:環(huán)境目標(biāo)篩選●映射出環(huán)境目標(biāo)的位置坐落于當(dāng)前的仿真區(qū)域空間內(nèi)；●環(huán)境目標(biāo)與感知發(fā)送端或感知接收端的信道狀態(tài)是LOS。◆步驟8.5:根據(jù)環(huán)境目標(biāo)的位置生成感知信道●生成τeα,n和τeβ,n，其中τeα,n代表感知發(fā)送端到環(huán)境目標(biāo)的第n個(gè)簇的時(shí)延，τeβ,n代表環(huán)境目●生成Peα,n和Peβ,n，其中Peα,n代表感知發(fā)送端到環(huán)境目標(biāo)的第n個(gè)簇的功率，Peβ,n代表環(huán)境目標(biāo)5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●生成AoAeα,n，AoDeα,n，ZoAeα,n，ZoDeα,n，AoAeβ,n，AoDeβ,n，ZoAeβ,n，ZoDeβ,n，其中AoAeα,n和ZoAeα,n分別為感知發(fā)送端到環(huán)境目標(biāo)的水平和垂直到達(dá)角，AoDeα,n和ZoDeα,n為別為感知發(fā)送端到環(huán)境目標(biāo)的水平和垂直離開角，AoAeβ,n和ZoAeβ,n分別為環(huán)境目標(biāo)到感知接收端的水平和垂直到達(dá)角，AoDeβ,n和ZoDeβ,n分別為環(huán)境目標(biāo)到感知接收端的水平和垂直離開角。由于環(huán)境目標(biāo)的空間位置是根據(jù)通信信道NLOS族的角度、時(shí)延等信息確定，因此通信信道NLOS簇的角度與環(huán)境目標(biāo)的感知信道之間存在相關(guān)性。如果發(fā)送端為基站，即基站到終端NLOS簇的離開角AoDc,n、ZoDc,n分別與基站到環(huán)境目標(biāo)的LOS簇角度AoDeα,LOS、ZoDeα,LOS一致。感知信道和通信信道不相關(guān)，利用統(tǒng)計(jì)方法獨(dú)立生成環(huán)境目標(biāo)感知信道，如圖18所示。按3GPPTR38.901中的建模流程，在選擇場景后搭建的信道模型已考慮了散射體的影響。雖然模型中沒有對散射體特性進(jìn)行描述，也沒有描述每個(gè)場景中散射體的具體位置，但將電磁波經(jīng)過多個(gè)散射體之間的對于A發(fā)B收模式，利用統(tǒng)計(jì)方法獨(dú)立生成環(huán)境信道，該信道與感知目標(biāo)不相關(guān)，可以視為對環(huán)境對于A發(fā)A收模式，環(huán)境信道采用隨機(jī)撒放環(huán)境目標(biāo)建模實(shí)現(xiàn)，環(huán)境目標(biāo)（與感知目標(biāo)無關(guān)）的信●第2步：在不考慮通信和感知信道相關(guān)性的情況下，參考感知目標(biāo)信道的生成，使用步驟2~7分5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告在生成環(huán)境目標(biāo)的感知信道時(shí)，NLOS簇的數(shù)目與信道建模復(fù)雜度相關(guān)，可考慮以下方法來進(jìn)行建◆步驟9：簇中子徑配對復(fù)用3GPPTR38.901的7.5章節(jié)實(shí)現(xiàn)，獲取感知目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知接收端的簇◆步驟10:生成交叉極化功率比◆步驟11:生成初始隨機(jī)相位◆步驟12:生成信道系數(shù)●感知信道LOS回波的信道系數(shù)感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的信道系數(shù)如下公式所示，表示感知接收端的天線u與感知發(fā)送端的天線s之間的信道，其中帶下標(biāo)α的參數(shù)表示感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的信道參數(shù)，帶下標(biāo)β的參數(shù)為感知目標(biāo)到感知接收端的信道參數(shù)。在建模中將感知目標(biāo)視為中間節(jié)點(diǎn)，整體信道為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)、感知目標(biāo)到感知接收端兩段信道的級聯(lián)并疊加多徑傳播引入的影響。公式中第三、四項(xiàng)及第六項(xiàng)的后半部分建模了發(fā)送端到感知目標(biāo)的信道特征，第一、五項(xiàng)及第六項(xiàng)的前半部分建模了感知目標(biāo)到接收端的信道特征公式。其中，第一項(xiàng)為感知接收端的天線方向圖，第二項(xiàng)通過2*2的矩陣模擬了多徑經(jīng)過反射繞射衍射等傳播機(jī)制導(dǎo)致極化方向之間的泄漏，第三項(xiàng)為感知發(fā)送端的天線方向圖，第四項(xiàng)、第五項(xiàng)分別表征了由于感知發(fā)送端、接收端天線陣面不同天線波程差引入的相位變化構(gòu)成的導(dǎo)向5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告矢量，第六項(xiàng)表征因感知目標(biāo)移動引入的相位變化，即通過感知目標(biāo)移動速度與感知發(fā)送端到感知目為感知接收端的接收矢量。M為每個(gè)目標(biāo)導(dǎo)致的LOS回波簇的子徑個(gè)數(shù)，簇內(nèi)角度擴(kuò)展可以根據(jù)實(shí)測結(jié)果給定。如果將感知或者環(huán)境目標(biāo)建模為單個(gè)質(zhì)點(diǎn)，則M的數(shù)量可以設(shè)置為1，即簇內(nèi)的子徑個(gè),上述多普勒導(dǎo)致多徑相位的變化退化為常見通信模型多普勒變環(huán)境目標(biāo)的信道系數(shù)的公式與感知目標(biāo)的信道系數(shù)公式相似，只需將感知目標(biāo)到感知發(fā)送端和感●感知信道NLOS回波信道系數(shù)2為感知或環(huán)境目標(biāo)與感知發(fā)送端和感知接收端的LOS回波距離,d1為感知發(fā)送端到5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告M取值沿用通信信道中徑的取值（即20個(gè)徑），未來可根據(jù)感知信道的測量結(jié)果進(jìn)行修正。此外，對于感知發(fā)送端和感知目標(biāo)間的NLOS徑與感知目標(biāo)與感知接收端間的NLOS徑隨機(jī)匹配時(shí)，上述公式中τβ,n和Pβ,n可以分別代入隨機(jī)匹配的時(shí)延和功率。其中，K因子服從高斯分布，生成方式參考3GPPTR38.901。由于和表示兩段合成的上述公式考慮的是LOS場景下，感知發(fā)送端和感知接收端與感知目標(biāo)之間均存在LOS簇。若為NLOS場景，則對應(yīng)K取值為0，此時(shí)生成信道簇的總數(shù)為N。當(dāng)兩段信道中的簇和子徑數(shù)相同時(shí)，簇和條子徑進(jìn)行配對。當(dāng)兩段信道中的簇和子徑數(shù)不同時(shí)（比如第一段信道為NLOS場景，第二段信道為LOS場景），兩段信道分別按順序取前N個(gè)簇進(jìn)行一一配對，并刪除剩余無法配對的簇。當(dāng)NLOS簇的子徑與LOS簇的子徑進(jìn)行配對時(shí)，首先將LOS簇的子徑數(shù)擴(kuò)展到與NLOS簇的子徑數(shù)相同，并且每條子環(huán)境目標(biāo)的信道系數(shù)公式與感知目標(biāo)的信道系數(shù)公式相似，只需將感知目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知參考3GPPTR38.901分別生成感知發(fā)送端到感知目標(biāo)、感知目標(biāo)到感知接收端鏈路的時(shí)域信道5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告在實(shí)際場景中感知目標(biāo)是有物理尺寸的，入射信號到達(dá)感知目標(biāo)進(jìn)行反射，這些信號在感知目標(biāo)上存在多個(gè)反射點(diǎn)，且反射點(diǎn)位置是不同的，可以把這些反射點(diǎn)等效為多個(gè)天線。在對感知目標(biāo)進(jìn)行多天線建模時(shí)，需考慮天線增益、天線數(shù)量、天線極化配置等。例如：可以將感知目標(biāo)天線配置為與感知接收端/發(fā)送端一致?！穹椒?：首先，兩段信道的各個(gè)簇功率兩兩相乘，將相乘后的功率值從高到低排序；其次，選擇出兩段信道中需要進(jìn)行卷積的簇，優(yōu)選相乘后功率值較高的簇，剔除相乘后功率值較低的簇；最后，●方法2：首先，分別對兩段信道進(jìn)行簇內(nèi)徑合并（合并時(shí)徑功率相加，角度重新生成）；然后，在A發(fā)A收模式時(shí)，環(huán)境目標(biāo)的信道系數(shù)公式與感知目標(biāo)的信道系數(shù)公式相似，只需將感知目標(biāo)到感知發(fā)送端和感知接收端的信道參數(shù)取值替換成環(huán)境目標(biāo)的感知信道參數(shù)即可。在A發(fā)B收模式時(shí)，環(huán)境目標(biāo)的信道系數(shù)公式參考3GPPTR38.901，或者◆步驟13:疊加RCS和大尺度為環(huán)境目標(biāo)數(shù)，為第k個(gè)目標(biāo)的感知信道系數(shù)，PLk為第k個(gè)目標(biāo)的路衰落。路損和陰影衰落的計(jì)算參考3.2節(jié)，其中當(dāng)根據(jù)目標(biāo)的形狀和角度計(jì)算RCS時(shí)，用于RCS計(jì)算的●信道中存在LOS徑時(shí)：LOS徑的角度，即感知發(fā)送端到感知目標(biāo)LOS徑的垂直到達(dá)角、水平到達(dá)角，以及感知目標(biāo)到感●信道中不存在LOS徑時(shí)：根據(jù)感知目標(biāo)3D坐標(biāo)計(jì)算出的感知發(fā)送端、感知接收端與目標(biāo)之間的LOS方向角度?；蛘咴谒?.3.2.2基于不分段的小尺度信道建模方法5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告該建模方法將感知發(fā)送端到感知目標(biāo)之間的信道和感知目標(biāo)到感知接收端之間的信道建立成一段發(fā)送端到感知目標(biāo)以及感知目標(biāo)到感知接收端之間的信道構(gòu)成一個(gè)LOS回波。相比于3.3.2.1節(jié)中的分段信道建模方法，本章節(jié)建模方法不考慮感知發(fā)送端到散射體再到感知目標(biāo)，以及感知目標(biāo)到散射體●選擇場景類型，支持UMi、UMa、RMa、InH、InF、UAV、V2X等場景；●定義全局坐標(biāo)系，定義水平角、俯仰角θ的方向，定義球面基向量和；●配置基站和感知目標(biāo)的數(shù)目；●配置基站和感知目標(biāo)的3D坐標(biāo)，并由此計(jì)算出每個(gè)感知發(fā)送端和感知目標(biāo)之間的LOS方向,,及感知目標(biāo)到感知接收端的LOS方向和；●配置基站的天線場方向圖Ftx和Frx，以及天線陣列的幾何形狀；●配置基站陣列天線相對于全局坐標(biāo)系的方向，基站陣列方向由ΩBS,α（bearingangle）、ΩBS,β●配置通感系統(tǒng)的中心頻率fc和帶寬B，單位Hz；5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●配置感知目標(biāo)的RCS類別（如車輛、無人機(jī)）、數(shù)量和全局坐標(biāo)系下的移動速度和方向；參數(shù)（DS、AS、SF、K）、簇時(shí)延、角度參數(shù)等。UMi、UMa、RMa、InH、InF場景參考3GPPTR◆步驟2：確定傳播LOS/NLOS◆步驟3：計(jì)算路損針對感知目標(biāo)，參考3.2節(jié)中的大尺度建模方法，建模感知發(fā)送端到感知目標(biāo)，再到感知接收端的◆步驟4：生成大尺度參數(shù)（DS、AS、SF、K）復(fù)用3GPPTR38.901的7.5章節(jié)方法獲取感知發(fā)送端到感知目標(biāo)再到感知接收端的DS、AS、SF、K參數(shù)?！舨襟E5：生成簇延遲回波簇，該感知目標(biāo)簇的相對時(shí)延：τn=0。其中，τn=0?！舨襟E6：生成簇功率當(dāng)考慮每個(gè)感知目標(biāo)建模為單個(gè)感知簇時(shí)，不需要進(jìn)行各個(gè)簇之間的功率分配，即所有功率都是◆步驟7：生成簇出發(fā)角與到達(dá)角角度生成過程繼續(xù)沿用3GPPTR38.901中7.5節(jié)中的步驟7，產(chǎn)生AOD/ZOD和AOA/ZOA，,,,,但直射徑的角度方向需要改動。用感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的LOS發(fā)射角度代替全局坐標(biāo)系中感知發(fā)送端到感知接收端的LOSAOD和LOSZOD表示為5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告,用感知目標(biāo)到感知接收端的LOS接收角度代替全局坐標(biāo)系中感知發(fā)送端到感其中，建模一個(gè)簇時(shí)，cASA，cASD，cZSA，cZSA均為1，僅考慮◆步驟8：生成環(huán)境信道針對A發(fā)B收的雙站感知模式，利用統(tǒng)計(jì)方法獨(dú)立生成環(huán)境信道，該信道與感知目標(biāo)不相關(guān)，可以視為對環(huán)境中的環(huán)境目標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性建模，其中NLOS簇所對應(yīng)的可以視為統(tǒng)計(jì)意義上的環(huán)境目標(biāo)。復(fù)環(huán)境產(chǎn)生的感知發(fā)送端到感知接收端之間的N個(gè)NLOS簇的信道系數(shù))參考3GPPTR38.901公式7.5-28生成，LOS簇的信道系數(shù)參考3GPPTR38.901公式7.5-29生成，環(huán)境的5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告對于A發(fā)A收的單站感知模式，環(huán)境信道采用隨機(jī)撒放環(huán)境目標(biāo)建模實(shí)現(xiàn)，環(huán)境目標(biāo)（與感知目標(biāo)第2步：在不考慮通信和感知信道相關(guān)性的情況下，根據(jù)步驟2~7生成感知發(fā)送端經(jīng)每個(gè)環(huán)境目在生成環(huán)境目標(biāo)的感知信道時(shí)，是否保留LOS簇、保留的NLOS簇的數(shù)目可以根據(jù)建模方案進(jìn)行◆步驟9：在簇內(nèi)耦合各徑的方位角和復(fù)用3GPPTR38.901的7.5章節(jié)的步驟8，在子簇內(nèi)隨機(jī)耦合徑級別的AOD角度與AOA角度；隨◆步驟10：生成交叉功率比◆步驟12：生成信道系數(shù)復(fù)用3GPPTR38.901中方法生成感知信道系數(shù)，但需額外加入簇的絕對時(shí)延，及目標(biāo)速度分別相對感知發(fā)送端和接收端引起的多普勒影響。針對感知發(fā)送端到感知目標(biāo)和感知目標(biāo)到感知接收端都●選項(xiàng)1:建模為經(jīng)過感知目標(biāo)的1個(gè)LOS回波徑疊加多個(gè)NLOS回波徑建立感知發(fā)送端到感知目標(biāo)，再到感知接收端的一個(gè)LOS回波徑，與多個(gè)NLOS回波徑，并利用萊5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告表示感知發(fā)送端到感知目標(biāo)，再到感知接收端之間的LOS回波徑的信道系數(shù)，該LOS回波徑的隨徑中確定性相位表達(dá)，在一些場景中LOS回波經(jīng)過感知目標(biāo)后，相位可能發(fā)生隨機(jī)變化，相位變化可5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●選項(xiàng)2:整體建模為一個(gè)NLOS簇將感知目標(biāo)建模為單個(gè)感知簇，感知發(fā)送端到感知目標(biāo)以及感知目標(biāo)到感知接收端之間的感知信05()◆步驟13疊加RCS和大尺度考慮多目標(biāo)的感知信道系數(shù)，針對每個(gè)目標(biāo)利用上述步驟，實(shí)現(xiàn)單個(gè)目標(biāo)的感知信道模型生成,疊加大尺度路損及陰影衰落后，信道系數(shù)如下：其中，T表示目標(biāo)個(gè)數(shù)。PLk為第k個(gè)目標(biāo)的路損，SLk為第k個(gè)目標(biāo)的陰影衰落。第k個(gè)目標(biāo)的路損，SLk為第k個(gè)目標(biāo)的陰影衰落,PLe為環(huán)境的路損，SLe為環(huán)境的陰影衰落。路損和陰影衰落的計(jì)算參考3.2節(jié)，其中當(dāng)根據(jù)目標(biāo)的形狀和角度計(jì)算RCS時(shí)，用于RCS計(jì)算的角度參數(shù)為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)LOS方向的垂直到達(dá)角、水平到達(dá)角，以及感知目標(biāo)到感知接收端LOS方向的垂直離3.4.1空間一致性建模3GPPTR38.901章節(jié)7.6.3中給出了一種空間一致性建模方法，以及在基站或者用戶移動后的信道更新方法。在信道生成過程中，通過在隨機(jī)數(shù)的生成過程中考慮與用戶位置的相關(guān)性，對包括簇5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告時(shí)延，簇功率，以及室內(nèi)距離等一共12個(gè)參數(shù)的生成過程引入空間一致性。另外，由于參數(shù)的屬性不同，比如用戶是否在室內(nèi)或者室內(nèi)距離僅與用戶位置相關(guān)，與基站的位置不相關(guān)，而對于信道大尺度和小尺度參數(shù)不僅與用戶的位置相關(guān)，也與基站的位置相關(guān)，因而不同的參數(shù)確定了不同的相關(guān)類型。對于簇時(shí)延，簇功率這些與鏈路相關(guān)的參數(shù)，確定為站址級別的相關(guān)性，即對于這部分參數(shù)，當(dāng)生成某一個(gè)站址內(nèi)的扇區(qū)基站與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的用戶時(shí)，需要考慮這些鏈路的信道參數(shù)的空間一致性，而對于不同的站址上的基站與用戶的鏈路，不需要考慮空間一致性。另外，對于室內(nèi)距離等與鏈路不相關(guān)的參數(shù)，確定為全網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)性，即認(rèn)為在生成這些參數(shù)時(shí)，所有的鏈路均需要考慮該參數(shù)的空間一在通感融合中，我們想要通過對信道的參數(shù)提取分析以及信道的變化情況來感知環(huán)境中的目標(biāo)物體。現(xiàn)有的信道生成方法中很多的信道參數(shù)都是通過生成符合某一分布的隨機(jī)值，從而導(dǎo)致了距離相近的兩個(gè)終端產(chǎn)生的信道參數(shù)可能出現(xiàn)明顯的差異，不存在空間相關(guān)性。另外考慮到網(wǎng)絡(luò)中感知目標(biāo)和終端的移動，如果發(fā)生移動之后，信道參數(shù)的更新總是獨(dú)立隨機(jī)的生成，同樣也會導(dǎo)致移動前后的信道參數(shù)發(fā)生劇烈變化，從而可能影響到我們后續(xù)通過信道參數(shù)對于感知目標(biāo)的感知性能。為了避免對于感知信道的空間一致性建模方法（以Bi-static為例，感知發(fā)送端設(shè)為基站，感知接收端設(shè)為UE），我們可以盡量復(fù)用TR38.901給出的空間一致性建模方法。但是與基站到用戶的信道不同，在感知信道的建模中，我們還要額外考慮感知目標(biāo)的影響，即感知信道的建模中存在感知發(fā)送端，感知目標(biāo)與感知接收端三個(gè)節(jié)點(diǎn)，如果仍然直接將參數(shù)的相關(guān)類型分為站址級別和網(wǎng)絡(luò)級別將不再合適，假設(shè)在這種配置下，可能感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的信道能夠比較好的存在空間一致性，但是對于感知目標(biāo)到感知接收端的信道無法引入空間一致性，從而仍然使得最終的感知信道在移動發(fā)生之后發(fā)生了劇烈變化。基于這種情況，將感知信道分為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路與感知目標(biāo)到感知接收端鏈路兩段進(jìn)行建模更有利于空間一致性的考慮和建模。我們考慮調(diào)整相關(guān)類型為：感知目標(biāo)級別和網(wǎng)絡(luò)級別的相關(guān)性。對于網(wǎng)絡(luò)級別的相關(guān)性的定義以及對應(yīng)的參數(shù)保持與TR38.901中的相同。對于感知目標(biāo)級別的相關(guān)性，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)與某一固定的感知目標(biāo)建立鏈路時(shí)，這些鏈路的參數(shù)存在空間一致5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告當(dāng)某一參數(shù)為感知目標(biāo)級別的相關(guān)類型時(shí)，該參數(shù)的建模方法如圖21所示，根據(jù)該參數(shù)的相關(guān)距離建立覆蓋網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)格，所有網(wǎng)格點(diǎn)上根據(jù)該參數(shù)的分布獨(dú)立生成隨機(jī)數(shù)。當(dāng)生成基站到用戶1對該感知目標(biāo)的感知信道時(shí)，首先生成基站到感知目標(biāo)信道框）內(nèi)，根據(jù)綠色方框四個(gè)頂點(diǎn)的獨(dú)立隨機(jī)值經(jīng)過差值計(jì)算得到該參數(shù)的隨機(jī)值，然后生成感知目標(biāo)機(jī)值經(jīng)過差值計(jì)算得到該參數(shù)的隨機(jī)值，最后將信道H1和H2進(jìn)行組合得到最終的感知信道。同理，生成基站與用戶2對該感知目標(biāo)的感知信道時(shí)，由于用戶2位于黃色方框（第一行第三個(gè)方框），生成感知目標(biāo)到用戶2的信道H3時(shí)，根據(jù)黃色方框四個(gè)頂點(diǎn)的獨(dú)立隨機(jī)值經(jīng)過差值計(jì)算得到該參數(shù)的隨機(jī)值,5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告假設(shè)感知目標(biāo)發(fā)生位置移動，感知目標(biāo)向左邊移動一段距離，而基站與用戶沒有發(fā)生移動。相對的，我們可以認(rèn)為感知目標(biāo)沒有發(fā)生移動，而是基站，用戶1和用戶2發(fā)生了向右的相對位移。如圖22所示，由于基站的相對移動，基站的位置落于第四行第二個(gè)網(wǎng)格內(nèi)，在基站到感知目標(biāo)鏈路該參數(shù)的計(jì)算中，使用第四行第二個(gè)網(wǎng)格四個(gè)頂點(diǎn)的獨(dú)立隨機(jī)值通過差值計(jì)算得到。用戶1在網(wǎng)格的相對位置也變?yōu)槁湓诘谒男械谖鍌€(gè)網(wǎng)格內(nèi)，感知目標(biāo)到用戶的鏈路該參數(shù)的計(jì)算通過第四行第五個(gè)網(wǎng)格四個(gè)頂點(diǎn)的獨(dú)立隨機(jī)值通過差值計(jì)算得到。相同的，用戶2由于向右的相對移動，在網(wǎng)格的相對位置也變?yōu)槁湓诘谝恍械谒膫€(gè)網(wǎng)格內(nèi)，感知目標(biāo)到用戶的鏈路該參數(shù)的計(jì)算通過第一行第四個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的獨(dú)立隨機(jī)值通過差值計(jì)算得到。此外對于Mono-static模式，既可以采用上述Bi-static模式的方法，也可以仍然沿用3GPPTR38.901章節(jié)7.6.3給出的方法。5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告在之前的通信仿真中，我們一般沒有考慮收發(fā)節(jié)點(diǎn)在垂直方向上存在移動速度，即不考慮通信節(jié)點(diǎn)在垂直高度上的變化。進(jìn)一步的考慮到感知目標(biāo)與傳統(tǒng)通信節(jié)點(diǎn)的不同，比如當(dāng)感知目標(biāo)為無人機(jī)時(shí)，無人機(jī)非?？赡茉诖怪狈较蛏洗嬖谝苿铀俣?，從而導(dǎo)致無人機(jī)的高度發(fā)生改變，如前文所述，空間一致性的建模僅考慮了通信節(jié)點(diǎn)和感知目標(biāo)在水平面（xoy平面）上的位置信息，考慮到感知目標(biāo)可3.4.2移動性建模3.4.2.1移動性信道參數(shù)更新流程當(dāng)感知發(fā)送端、感知接收端或感知目標(biāo)發(fā)生移動時(shí)，如果不考慮空間一致性，在每次更新信道時(shí)根據(jù)各自的移動速度、移動方向和兩次生成/更新信道的時(shí)間間隔t修改感知發(fā)送端、感知接收端或感知目標(biāo)的位置信息。參照3.3.2章節(jié)步驟5-7，根據(jù)感知發(fā)送端、感知接收端或感知目標(biāo)更新后的位5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告如果需要考慮空間一致性，將感知目標(biāo)分別作為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路的收端、感知目標(biāo)到感知接收端鏈路的發(fā)端，感知信道的時(shí)延、功率和角度更新可以復(fù)用3GPPTR38.9017.6.3.2章節(jié)的移動性建模方法A在時(shí)刻，根據(jù)3.4.1章節(jié)的空間一致性模型，生成感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路、感知目標(biāo)到感知接根據(jù)時(shí)刻的移動速度和移動方向，在tk=tk-1+Δt時(shí)刻感知發(fā)送端到感知目標(biāo)T鏈路、感知目標(biāo)T到將感知目標(biāo)分別作為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)T鏈路的收端、感知目標(biāo)T到感知接收端鏈路的發(fā)端，各參數(shù)含義可參考38.9017.6.3.2章節(jié)，其中：和則是感知目標(biāo)的速度矢量(te)，并且滿足和。然后根據(jù)3.3.2章節(jié)步驟6，利用更新后的簇時(shí)延更新簇功率。再根據(jù)鏈路收端和發(fā)端速度矢量的簇變換，復(fù)用38.9017.6.3.2章節(jié)方法更新簇離開角()和到達(dá)角（,,5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告,）。其中和a-rR(t)分別是感知發(fā)送端和感知目標(biāo)的速度矢量。移動性建模方法B通過使用3.3.2章節(jié)通感信道建模步驟1-13和3.4.1章節(jié)的空間一致性建模方法，可以為所有不同感知發(fā)送端、感知目標(biāo)、感知接收端生成具有空間相關(guān)性的信道。在進(jìn)行通感信道的移動性建模時(shí)，為了確保時(shí)延和角度在合理的時(shí)間或空間范圍變化，還需要復(fù)用3GPPTR38.9017.6.3.2章節(jié)的方法進(jìn)行感知信道的移動性建模時(shí)，可以將感知目標(biāo)分別作為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路的收端、感知目標(biāo)到感知接收端鏈路的發(fā)端，復(fù)用3GPPTR38.9017.6.3.2章節(jié)的方法B，分別生成感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路、感知目標(biāo)到感知接收端鏈路在每個(gè)時(shí)刻的時(shí)延、功率和角度參數(shù)。3.3.2章節(jié)中的步。的相關(guān)距離是5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告第一個(gè)簇的時(shí)延TX-T1=0。步驟6:生成到達(dá)角和離開角AOD、ZOD和ZOA按照同樣的公式分別獨(dú)立地生成。對于LOS徑，第一個(gè)簇的步驟7:生成簇功率按照3GPPTR38.9017.6.3.2章節(jié)方法B中步驟7的公式，根據(jù)簇的時(shí)延、到達(dá)角和離開角更新感知發(fā)送端到感知目標(biāo)T鏈路、感知目標(biāo)T到感知接收端鏈路的簇功率步驟7b:生成角度偏移其中信道如果是O2I信道，，否則。=分別為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)T鏈路的LOS徑對應(yīng)對于3.2.2.2章節(jié)中基于不分段的整體信道建模方法，將感知目標(biāo)建模為單個(gè)感知簇，感知發(fā)送端到感知目標(biāo)以及感知目標(biāo)到感知接收端之間的信道構(gòu)成一個(gè)LOS回波。在建模移動性時(shí)，可以根據(jù)上述移動性建模方法B中感知發(fā)送端到感知目標(biāo)T、感知目標(biāo)T到感知接收端鏈路的LOS簇時(shí)延和角度參數(shù)更新方法對3.3.2.2章節(jié)中步驟5和步驟7中的時(shí)延和角度參數(shù)進(jìn)行更新，即感知目標(biāo)對應(yīng)的NLOS簇5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告的時(shí)延tr=0，到達(dá)角和離開角分別為上述移動性建模方法B中的、、、。每個(gè)感知目標(biāo)建模為單個(gè)感知簇時(shí),不需要進(jìn)行各個(gè)簇之間的功率分配，即所有功率都是該3.4.2.2時(shí)變多普勒頻移多普勒頻移是指由于信號源和接收器之間的相對運(yùn)動而導(dǎo)致的頻率變化。在生成各多徑信道系數(shù)時(shí)，當(dāng)感知發(fā)送端、感知接收端或感知目標(biāo)發(fā)生移動時(shí)，感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路、感知目標(biāo)到感參數(shù)的具體含義可以參考3GPPTR38.9017.6.6章節(jié)。其中為t時(shí)刻收端的歸一化矢量；為t時(shí)刻收端相對于發(fā)端的速度矢量，需要根據(jù)感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路、感知目標(biāo)到感需要注意感知目標(biāo)速度矢量分別是感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路收端、感知目標(biāo)到感知接收端鏈路發(fā)端的速度矢量。感知發(fā)送端、感知目標(biāo)和感知接收端的速度矢量分別為、、,則感知發(fā)送端到感知目標(biāo)鏈路的收端相對速度矢量，感知目標(biāo)到感對于3.3.2.2章節(jié)中基于不分段的整體信道建模方法，在步驟12生成感知目標(biāo)T對應(yīng)的時(shí)域信道系5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告與現(xiàn)有通信CDL信道模型相同，通感CDL信道模型同樣適用于0.5GHz到100GHz的頻率范圍，最大帶寬為2GHz。感知信道中感知LOS徑是經(jīng)過一次反射/散射的信道，感知NLOS徑是經(jīng)過多次散射的信道，由于通感系統(tǒng)需要基于LOS徑信號對感知目標(biāo)進(jìn)行感知和探測，因此感知信道中需對感知LOS徑進(jìn)行特別建模。下面介紹兩種通感鏈路級CDL信道建模思路，即基于分段的鏈路級CDL信道建模和基于不分段的鏈路級CDL信道建模，以及詳細(xì)的通感鏈路級CDL信道建模方法。3.5.1建模思路●基于分段的鏈路級CDL信道建模思路與小尺度建模中基于分段的信道建模方法類似，在基于分段的鏈路級CDL信道建模中，將通感信道建模為感知發(fā)送端到感知目標(biāo)以及感知目標(biāo)到感知接收端兩段信道的級聯(lián)并疊加感知信號收發(fā)端間的信道。其中感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的信道參數(shù)，感知目標(biāo)到感知接收端的信道參數(shù)，以及感知發(fā)送端到感知接收端間不經(jīng)過感知目標(biāo)的信道參數(shù)，分別基于現(xiàn)有CDL信道進(jìn)行建模，合并后即為感知發(fā)●基于不分段的鏈路級CDL信道建模思路如圖23所示，將CDL現(xiàn)有的某條徑/簇替換為感知目標(biāo)路徑/簇（圖23中紅色路徑/簇），其它簇作為干擾建模。感知目標(biāo)路徑/簇為一跳路徑，干擾簇可以為多跳路徑。選擇CDL中部分簇作為感知目標(biāo)相關(guān)簇（圖23中紫色路徑/簇），即感知信號經(jīng)過感知目標(biāo)及環(huán)境散射體，多跳到達(dá)感知接收端，感知目標(biāo)相關(guān)簇會受到感知目標(biāo)移動影響，產(chǎn)生一定的多普勒頻移。除感知目標(biāo)簇、感知目標(biāo)相關(guān)簇外的其它簇建模為其它環(huán)境干擾。對于無人機(jī)場景因空域干擾較少，可選擇帶LOS的CDL模型，干擾簇功率顯著低于感知LOS徑/簇。而對于車聯(lián)網(wǎng)場景空間干擾較大，可選擇不帶LOS的CDL模型。5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告3.5.2基于分段的鏈路級CDL信道建模方法本小節(jié)中考慮兩種通感CDL信道建模方法。在方法1中，分別建模感知發(fā)送端到感知目標(biāo)，感知目標(biāo)到感知接收端，感知發(fā)送端和環(huán)境目標(biāo)間的信道，其中環(huán)境目標(biāo)的位置可以通過幾何映射的方式得到，合并后計(jì)算得到感知發(fā)送端到感知接收端的信道，該方法僅適用于單站感知模式。在方法2中，無需通過集合映射的方式得到環(huán)境干擾的位置，直接建模感知收發(fā)端間的CDL信道，該方法適用于單站●步驟1：配置感知信號收發(fā)端和感知目標(biāo)的參數(shù)配置感知信號收發(fā)端數(shù)量為1并配置感知目標(biāo)的數(shù)量，配置感知信號），5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●步驟2：匹配感知LOS徑并隨機(jī)匹配感知NLOS徑信道感知LOS徑匹配，即將感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的LOS徑與感知目標(biāo)到感知接收端的LOS徑進(jìn)行匹配；感知NLOS徑隨機(jī)匹配，即隨機(jī)匹配感知信號收發(fā)端與感知目標(biāo)間的NLOS徑信道，將感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的NLOS徑與感知目標(biāo)到感知接收端的NLOS徑進(jìn)行隨機(jī)匹配。圖25給出一個(gè)CDL信道中多徑隨機(jī)匹配的示意圖，其中去向LOS徑與反向LOS徑匹配（黑色線去向簇1與反向簇2匹配（紅色線），去向簇2與反向簇3匹配（藍(lán)色線），去向簇3與反向簇1匹配（綠色線）。因此，感知LOS徑即5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●步驟3：生成簇時(shí)延信息根據(jù)CDL信道模型的簇時(shí)延信息及雙向散射簇匹配信息，生成匹配后的多徑時(shí)延信息（疊加雙向●步驟4：生成簇功率信息根據(jù)CDL信道模型的簇功率信息及多徑匹配信息，生成匹配后的多徑功率信息（疊加雙向功率并●步驟5：生成簇中徑的角度信息根據(jù)CDL信道模型的角度信息生成離開角和到達(dá)角。該步驟中生成每個(gè)簇中每個(gè)徑的AOD、ZOD、AOA和ZOA信息，其生成過程相似，下面以AOA信息為例。第n個(gè)簇中第m個(gè)徑的AOA信息φn,m,AOA計(jì)算為:φn,m,AOA=φn,AOA+cASAαm其中φn,AOA表示第n個(gè)簇的AOA信息，cASA表示均方根角度擴(kuò)展，αm表示簇中徑的角度偏移，其●步驟6：隨機(jī)耦合簇中徑的角度信息并隨機(jī)耦合20個(gè)徑的AOD信息和ZOD信息，此時(shí)每個(gè)簇內(nèi)的20條徑的AOD、AOA、ZOD和ZOA信息考慮到每個(gè)簇的功率歸一化問題，如果假設(shè)經(jīng)過每個(gè)簇的感知NLOS徑和環(huán)境目標(biāo)LOS徑的功率為將每個(gè)簇中20個(gè)徑劃分為感知NLOS徑信號和經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的L（每個(gè)簇的比例系數(shù)均相等），則每個(gè)簇中均有[20α]個(gè)徑作為感知NLOS徑信號，20-[20α]個(gè)徑作為經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的LOS徑信號。例如α=0.5，此時(shí)每個(gè)簇中均有10個(gè)徑作為感知NLOS徑信號，10作為經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的LOS徑信號。圖26給出一個(gè)簇中徑的類型示意圖，其中假設(shè)簇的數(shù)量為2，簇中徑的數(shù)量為3，比例系數(shù)，即表明每個(gè)簇的3個(gè)徑中有一個(gè)徑作為環(huán)境目標(biāo)的干擾，2個(gè)徑作為感知NLOS信號，此外，為簡化該圖，僅畫出去向簇1匹配反向簇2，省略去向簇2匹配反向簇1的路徑。對于經(jīng)過5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告●步驟8：生成散射簇空間位置為建模散射簇的空間位置，可以假設(shè)NLOS感知信號均經(jīng)過一跳到達(dá)感知目標(biāo)，根據(jù)CDL信道的AOD、ZOD和時(shí)延信息生成散射簇空間位置。（注意，假設(shè)一跳僅用于建模散射簇位置，實(shí)際NLOS●步驟9：生成經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的LOS徑信號的時(shí)延、功率根據(jù)散射簇空間位置，生成經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的LOS徑信號的時(shí)延和功率信息，其中時(shí)延信息和功率信息可根據(jù)感知信號收發(fā)端與散射簇的距離，并結(jié)合感知目標(biāo)與散射簇的距離確定，時(shí)延與距離相●步驟10：生成交叉極化功率比第n個(gè)簇的第m個(gè)徑的交叉極化功率比XPRκn,m計(jì)算為κn,m=10X/10，其中X表示每個(gè)簇的XPR（dB值）可參考CDL信道的參數(shù)，每個(gè)簇及簇中每個(gè)徑的XPR均相同?！癫襟E11：生成初始隨機(jī)相位為四種極化組合的第n個(gè)簇第m個(gè)徑生成初始隨機(jī)相位，初始相位服從(-π,π)的均勻分布。其中●步驟12：生成信道系數(shù)生成感知LOS徑，感知NLOS徑以及經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的LOS徑信道，并疊加生成信道系數(shù)，其中，對于感知LOS徑，感知NLOS徑以及經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的LOS徑，AOD和AOA信息均使用AOD信息，ZOD和ZOA信息均使用ZOD信息。根據(jù)生成的功率計(jì)算萊斯K因子，可以表示為感知LOS徑的功率與感知5G-Advanced通感融合仿真評估方法研究報(bào)告NLOS徑及經(jīng)過環(huán)境目標(biāo)的LOS徑功率和之比。根據(jù)萊斯K因子，將感知LOS徑，感知NLOS徑，以及●步驟1：生成感知信號收發(fā)端間與感知目標(biāo)有關(guān)的感知信道參數(shù)選項(xiàng)1：與單站感知模式方法1中步驟1-步驟6相同，按照CDL通感信道中的參數(shù)，生成感知信道的●步驟2：生成感知信號收發(fā)端間與感知目標(biāo)無關(guān)的信道參數(shù)生成CDL-A/B/C/D/E信道中的一種●步驟3：生成初始隨機(jī)相位●步驟4：生成信道系數(shù)選項(xiàng)1：直接生成感知發(fā)送端到感知接收端的信道系數(shù)。生成感知LOS徑，感知NLOS徑以及感知收發(fā)端間的LOS/NLOS徑信道，并疊加生成信道系數(shù)。其中，對于感知LOS徑和感知NLOS徑，AOD選項(xiàng)2：分別生成感知發(fā)送端到感知目標(biāo)的信道系數(shù)感知目標(biāo)到感知接收端的信道系數(shù)，將兩段信道卷積即可得到感知發(fā)送端到感知接收端的信道，具體生成方法可以參考3.3.2.1節(jié)中步驟12的分段信3.5.3基于不分段的鏈路級CDL信道建模方法本小節(jié)主要描述基于不分段的鏈路級CDL信道建模方法，建模基本方法參照38.9017.7.1章節(jié)，●步驟1：確定感知收發(fā)方式，單站感知模式或者雙站感知模式●步驟2：選擇CDL模型，確定感知目標(biāo)簇，及感知目標(biāo)相關(guān)簇確定感知目標(biāo)替換的徑/簇，將CDL信道中的功率較大的徑/簇替換為感知目標(biāo)，因?yàn)閷?/p>