[發明專利]一種綜合氣象因素的Ka波段衛星信道建模方法

有效

• 申請號: 201310089516.3
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN103188011A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 郭業才;袁濤;張秀再
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W84/06
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.一種綜合氣象因素的Ka波段衛星信道建模方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟A，確定Ka波段衛星信道傳輸特性及影響Ka波段衛星信道建模的氣象因素，并提取所有因素的測量數據作為構建Ka波段衛星信道多狀態Markov模型的原始數據；

步驟B，引入主成分分析方法提取影響Ka波段衛星信道建模的主成分F₁,F₂,…,F_r，其中F_r表示影響信道特性的第r個主成分，r為正整數；

步驟C，對主成分F₁,F₂,…,F_r采用模糊聚類分析方法，確定Ka波段衛星信道狀態s₁,s₂,…,s_n；其中s_n表示信道的第n個狀態，n為正整數，確定每個狀態的狀態參數矩陣；

步驟D，根據Ka波段衛星信道狀態s₁,s₂,…,s_n，構建Ka波段衛星信道多狀態Markov模型。

2.根據權利要求1所述的一種綜合氣象因素的Ka波段衛星信道建模方法，其特征在于，步驟A中，所述影響Ka波段衛星信道建模的氣象因素包括多徑效應、陰影效應、雨衰、對流層氣體吸收、云衰、大氣閃爍、自由空間路徑損耗共七種因素，分別提取每種因素的狀態參數；所述狀態參數包括：多徑與陰影效應的Rice因子E，雨衰中的降雨衰減A_R、降雨噪聲ΔT_R、降雨去極化影響XPD，H₂O吸收損耗A_ω，O₂吸收損耗與云衰A_c，大氣閃爍衰減和自由空間損耗L_bf。

3.根據權利要求1所述的一種綜合氣象因素的Ka波段衛星信道建模方法，其特征在于，步驟B中，所述主成分分析方法確定影響Ka波段衛星信道建模的主成分F₁,F₂,…,F_r，其中F_r表示影響信道特性的第r個主成分，0≤r≤8；主成分獲取過程如下：

步驟B-1，標準化8個影響衛星信道建模因素的觀測數據，得到相關系數矩陣R，R為8×8的矩陣；

步驟B-2，計算矩陣R的特征值和特征向量，由方差貢獻率和累積方差貢獻率獲得主成分：

設λ₁,λ₂,…,λ₈為R的8個特征值且λ₁≥λ₂≥…≥λ₈>0，相應的特征向量為α₁,α₂,…,α₈；若前r個特征值得累計方差貢獻率大于等于85%，則前r個主成分為

F1=a11x1+a21x2+...+a81x8F2=a12x1+a22x2+...+a82x8......Fr=a1rx1+a2rx2+...+a8rx8]]>

式中，x₁,x₂,…,x₈為矩陣R的第1～8列；a_ij表示第i列第j行元素，

i=1,2,…,8；j=1,2,…,r；α₁={a₁₁,a₁₂,…,a_1r},…,α₈={a₈₁,a₈₂,…,a_8r}；F_r表示影響信道特性的第r個主成分，其為8×1的列向量；經過主成分分析得到的新數據為(F₁,F₂,…,F_r)。