專利名稱：一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于信道處理方法，具體涉及一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法。
背景技術：
通信信道是指發(fā)射機與接收機之間的信號傳播媒質，而信道模型則以數(shù)學的或者算法的形式來表征信道的輸入輸出關系，這個模型可以通過測量或者是基于物理傳播現(xiàn)象的原理推導出。因此，信道建模與信號傳播媒質的物理特性緊密相關，不同的信道在不同的應用場合下，具有千差萬別的物理特性。臨近空間環(huán)境復雜，臨近空間高超聲速飛行器可能長時間在大氣層內高超聲速飛行，飛行器彈體周圍可能會產(chǎn)生等離子鞘套，等離子鞘套對一定角度入射電磁波有反射、折射和吸收等作用，從而對通信產(chǎn)生較大的影響；由于臨近空間飛行器飛行高度與傳統(tǒng)型號相比飛行高度低，地空視距測控通信鏈路存在嚴重的多徑效應與大多普勒效應；并且高頻段通信在穿過云層和雨滴時會產(chǎn)生一定的衰減。目前國際電聯(lián)針對，雨衰和多徑分別提出不少標準信道模型，但針對多環(huán)境下的信道模型，國內外鮮有針對多環(huán)境條件下信道建模方法的研究文獻及報道，主要原因是臨近空間和高超聲速飛行器都屬于嶄新的研究領域， 對于物理信道模型尚處于探索階段，尤其同時遇到多種環(huán)境下，利用以前成果無法得到有效真實的結論。無線信道建模歷來是通信系統(tǒng)設計中的重點和難點，目前國內外尚無適合于臨近空間飛行器傳輸鏈路的信道模型，而臨近空間由于環(huán)境復雜(黑障、雨衰、多徑、多普勒等)。這些物理環(huán)境的惡劣變化對通信的影響是致命的，為此，需要分析臨近空間飛行器高速飛行下的信道特性，并設計可用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是模擬物理環(huán)境的惡劣變化對通信的影響，提供一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法。本發(fā)明所采用的技術方案是—種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法，臨近空間飛行器與地基通信時，通信雙方所經(jīng)歷的信道處理有自由空間衰落、大氣衰落、多徑效應、多普勒頻移、空間噪聲以及等離子鞘套層信道；臨近空間飛行器與天基通信時，信道處理包括自由空間衰落、空間噪聲、多徑效應、多普勒頻移以及等離子鞘套層信道，所述等離子鞘套信道處理，包括(a)根據(jù)飛行器形狀、材料、飛行速度確定電子密度分布，從而計算出等離子體對輸入信號的吸收、反射、透射、頻率偏移以及附加的等離子體噪聲；(b)建立等離子鞘套對信號傳輸?shù)哪Ｐ?br> 權利要求
1.一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法，臨近空間飛行器與地基通信時，通信雙方所經(jīng)歷的信道處理有自由空間衰落、大氣衰落、多徑效應、多普勒頻移、空間噪聲；臨近空間飛行器與天基通信時，信道處理包括自由空間衰落、空間噪聲、多徑效應、多普勒頻移；其特征在于當通信方是地基或天基時的通信信道還包括等離子鞘套層信道， 所述等離子鞘套信道處理，包括(a)根據(jù)飛行器形狀、材料、飛行速度確定電子密度分布，從而計算出等離子體對輸入信號的吸收、反射、透射、頻率偏移以及附加的等離子體噪聲；(b)建立等離子鞘套對信號傳輸?shù)哪Ｐ?br> 2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法，其特征在于所述多徑效應信道采用Rician信道。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法，其特征在于所述大氣衰落處理中，對輸入信號進行頻率特性衰落，衰落計算采用關于位置、 仰角、季節(jié)的函數(shù)。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法，其特征在于所述空間噪聲處理中，將空間傳播噪聲假設為高斯白噪聲，輸出信號為輸入信號疊加噪聲。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法，其特征在于所述自由空間衰落處理中，計算自由空間傳播損耗值，輸出信號為輸入信號減去損耗值。
6.根據(jù)權利要求2所述的一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法，其特征在于所述多徑信號處理中，所述Rician分布的概率密度函數(shù)為
7.根據(jù)權利要求1所述的一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法， 其特征在于所述多普勒頻移處理中，臨近空間飛行器頻移是和飛行路徑及速度相關的函數(shù)
全文摘要
本發(fā)明屬于信道處理方法，具體涉及一種用于臨近空間高超聲速條件下的信道綜合處理方法。目的是模擬物理環(huán)境的惡劣變化對通信的影響。該信道綜合處理方法，在臨近空間飛行器與地基通信時，通信雙方所經(jīng)歷的信道處理有自由空間衰落、大氣衰落、多徑效應、多普勒頻移、空間噪聲以及等離子鞘套層信道；臨近空間飛行器與天基通信時，信道處理包括自由空間衰落、空間噪聲、多徑效應、多普勒頻移以及等離子鞘套層信道。本發(fā)明準確模擬了臨近空間復雜環(huán)境下的信號傳輸情況，涵蓋了黑障、雨衰和低仰角等物理特性，似真度高，提高了信道模擬的準確性。
文檔編號H04B17/00GK102447518SQ20111035626
公開日2012年5月9日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權日2011年11月10日
發(fā)明者楊亮, 秦永強, 賀崢光 申請人:中國運載火箭技術研究院, 北京臨近空間飛行器系統(tǒng)工程研究所