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新文推送——28GHz动态车载ISAC场景的信道测量与建模

北交大智能交通电波传播研究团队

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北京交通大学

高移动性通信/智能交通电波传播研究组

文章概况

以张正宇（Zhengyu Zhang）为第一作者，何睿斯（Ruisi He）为通讯作者的文章近日于IEEE Transactions on Communications ( Early Access )上发表。

文章题目为：“Channel Measurements and Modeling for Dynamic Vehicular ISAC Scenarios at 28 GHz（28GHz动态车载ISAC场景的信道测量与建模）”。

所有作者为：张正宇（Zhengyu Zhang）、何睿斯（Ruisi He）、艾渤（Bo Ai）、杨汨（Mi Yang）、张雪剑（Xuejian Zhang）、戚子羿（Ziyi Qi）、元媛（Yua Yuan）。

DOI: 10.1109/TCOMM.2025.3538851

内容介绍

（图1 面向ISAC信道的车载测量系统以及测量活动示意图。）

ISAC（Integrated Sensing and Communication，综合感知与通信）技术是6G时代的关键趋势之一，能够将无线通信与环境感知相结合，实现高效的信息交互，在智能交通系统中具有广阔的应用前景。然而，现有研究主要集中在静态场景或以通信信道为主，而忽略了车载ISAC场景中复杂的时变信道特性。传统的通信信道建模通常假设信道状态相对稳定，但在车辆移动过程中，环境中的散射体不断变化，使得ISAC信道中的感知多径分量（S-MPCs）和杂波多径分量（C-MPCs）呈现出显著的时变特征。因此，建立一个能够精准描述动态车载ISAC信道的时变特性的模型，对于未来智能网联汽车（V2X）、自动驾驶和智能交通基础设施的设计至关重要。

本研究首先在28 GHz 毫米波频段下进行了大规模的车载ISAC信道测量，涵盖前方、左侧和右侧三个主要感知方向。研究团队设计了一套车载ISAC信道测量系统，在实际道路环境中采集了大量的多径传播数据，并结合视频和雷达信息，对多径分量进行了精准的识别和分类。通过测量数据分析发现，不同方向的信道特性存在显著差异：在车辆前方，多径信号主要由前车和交通设施反射产生，信号较为稀疏，且时延范围较广；在左侧，多径分量较密集，主要受到对向车流和道路设施的影响；在右侧，多径分量的功率较高，来自同向车流和道路建筑的反射较为显著。此外，测量结果还表明，S-MPCs 具有较长的生命周期，而 C-MPCs 则在时间上变化较快，其功率衰减特性与时延之间存在明显的负相关关系。

（图2 车载ISAC信道的实测功率时延谱（右侧）。）

在此基础上，研究团队提出了一种新的动态统计信道模型，采用多径跟踪算法将S-MPCs和C-MPCs进行分类，并分别建模其生命周期、初始功率、时延分布、动态演化过程、聚类特性及功率衰减特性。通过构建时间演化模型，研究进一步揭示了多径分量的“出生-消亡”过程，使得信道模型能够准确反映动态环境下的信道变化规律。特别地，该模型采用了一种双斜率功率衰减建模方法，针对近场（0-50ns）和远场（50ns以上）区域的多径分布进行了精细化拟合，并结合正态分布和广义极值分布（GEV）对多径分量的功率衰减和随机波动进行建模。

（图3 感知多径S-MPC的功率衰减因子及残余功率建模。)

为了验证模型的准确性，研究团队进行了仿真实验，并将模拟结果与实测数据进行了对比分析。结果表明，该模型能够很好地再现实测信道的动态特性，并在关键统计参数（如均方根时延扩展 RMSDS）上与实测数据保持较高的一致性。此外，该模型的计算复杂度较低，能够在保证精度的前提下，高效地生成长时间的动态信道数据，为未来车载ISAC系统的优化设计与仿真测试提供了强有力的支撑。

（图4 不同方向的实测信道与仿真信道的RMSDS比较结果。)

本研究的成果填补了车载ISAC信道建模在动态环境下的空白，并为未来6G 智能交通网络、自动驾驶通信系统、毫米波V2X通信提供了重要的理论依据和实验数据支持。随着智能交通与车联网的发展，ISAC技术将成为智慧城市基础设施建设的核心组成部分，而本研究提出的动态信道模型，将有助于提升未来车载ISAC系统的感知能力和通信可靠性。未来，研究团队将进一步探索THz频段下的车载ISAC信道特性，并结合深度学习方法，构建更加精准的智能信道模型，以推动智能交通技术的进一步发展。

@ARTICLE{10872967,  author={Zhang, Zhengyu and He, Ruisi and Ai, Bo and Yang, Mi and Zhang, Xuejian and Qi, Ziyi and Yuan, Yuan},  journal={IEEE Transactions on Communications},   title={Channel Measurements and Modeling for Dynamic Vehicular ISAC Scenarios at 28 GHz},   year={2025},  volume={},  number={},  pages={1-1},  keywords={Sensors;Vehicle dynamics;Channel models;Integrated sensing and communication;Delays;Millimeter wave measurements;Communication channels;Mathematical models;Position measurement;Heuristic algorithms;Integrated Sensing and Communication (ISAC);Vehicular channel measurement;Dynamic statistical channel model;Millimeter waves},  doi={10.1109/TCOMM.2025.3538851}}

或

Z. Zhang et al., "Channel Measurements and Modeling for Dynamic Vehicular ISAC Scenarios at 28 GHz," in IEEE Transactions on Communications, doi: 10.1109/TCOMM.2025.3538851.

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来源：北交大智能交通电波传播研究团队

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首次发布时间：2025-02-25

最近编辑：3小时前

北交大智能交通电波传播研究团队

博士高移动性通信技术研究组

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