[發明專利]一種分析接收點群路徑時間隨機性的方法

有效

• 申請號: 201010606240.8
• 申請日: 2010-12-26
• 公開（公告）號: CN102082618A
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 閻照文;王剛;于大鵬
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

(一)技術領域

本發明涉及基于射線追蹤技術的一種分析接收點群路徑時間隨機性的方法，屬于短波通信技術領域。

(二)背景技術

短波通信是當前遠距離通信的主要方式，其頻率范圍是3-30MHz，主要依靠電離層反射進行傳播。在短波傳播過程中，電離層的電子濃度對其工作頻率影響很大，濃度高時反射的頻率高，濃度低時反射的頻率低。由于電離層的高度和電子濃度隨地區、季節、時間、太陽黑子活動等因素的變化而變化，具有一定的隨機性。因此，在接收點接收到的電波參數也會隨著電離層狀態的變化而產生相應的改變，如群路徑、時延、覆蓋范圍等會隨著時間發生改變。為了能夠提高短波通信的可靠性，需要對不同時間、不同地點接收到的電波之間的相關性進行分析和研究。

當前常用的分析電波時間相關性的方法主要是基于實驗測試，實驗測試需要在實際電離層鏈路上進行，并且電離層的基本特性會隨時間、季節等自然因素發生變化，需要多次測量才能得到精確解，使得實驗測試的方法成本非常高，因此在一般條件下，通常選用信道模擬的方法。信道模擬方法是指通過對信道特性進行理論分析，建立信道模型，在實驗室環境下進行與實際信道類似的模擬，它可以很容易地制造各種典型信道特性環境和電磁環境，能夠模擬的地域非常廣闊，不受氣候條件限制，可以隨時進行多次重復實驗，而且測試費用少，可以縮短通信設備的研制周期。在各種典型短波信道模型中，沃特森模型(Watterson?model)由于大多數情況下能夠模擬短波信道的特性，且復雜度低，而被國際無線電咨詢委員會(CCIR)推薦并廣泛使用。但該模型的局限性在于精度不高，需要使用者對特定區域的電離層和地磁特性有一定的預判和了解，操作起來很不方便，并且僅能夠實現對典型環境的模擬，普適性不高。

利用射線追蹤技術來預測短波通信應用中的一些特性參數，只要利用的模型能夠最大程度的貼近實際，便可以與實際情況吻合到一個比較精確的程度。射線追蹤技術，是指在高頻的情況下，將電磁波近似為射線，根據射線傳播所在的環境條件，對電磁波軌跡進行計算。因此利用這項技術就可以計算出發射點到接收點的所有射線，并且，根據射線軌跡我們可以計算每條射線的所有基本特性(如接收點場強、時延、群路徑等參量)，在仿真數據的基礎上，引入相應的算法便可得到群路徑的時間隨機性。通常在射線追蹤的應用中采用的主要是準拋物模型，該模型介紹如下：

一般采用形式簡單的拋物曲線來近似該層內電子濃度隨高度的變化的層稱之為拋物層，其數學表達式為：

Ne=Nem[1-(h-hmYm)2](|h-hm|≤Ym)0(|h-hm|≥Ym)]]>

式中N_em為電子濃度最大值，h_m為電子濃度取最大值時所在的高度，Y_m為拋物層的半厚度。由于該數學表達式比較簡單，故常被采用。