發(fā)布時間：2020-10-01 21:10

　　 臨近空間通信系統(tǒng)在無線接入等方面和陸地通信系統(tǒng)相類似,但在組網(wǎng)架構(gòu)和功率控制等方面卻和衛(wèi)星通信系統(tǒng)非常相類似。臨近空間通信系統(tǒng)在傳統(tǒng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中添加了無人機、飛艇、氣球作為高空平臺(High Altitude Platform Station,HAPS)中繼站。高空平臺具有覆蓋面積廣、快速部署、低功耗等優(yōu)點,在軍用偵查、跨洋通信、應(yīng)急通信等領(lǐng)域已展現(xiàn)出獨特優(yōu)勢,將是未來民用通信的重要候補技術(shù),也是國際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union,ITU)提出的解決最后一英里問題的潛在方案之一。因高空平臺中繼站高度通常在海拔20km以上的平流層,故其空地上下行鏈路受云、雨、大氣吸收等因素影響,空地信道環(huán)境十分復(fù)雜。且當(dāng)頻率大于10GHz以上時降雨是作為影響電磁波傳播的主要因素,嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)的有效性和可靠性。故需研究能反映實際信道環(huán)境的臨近空間空地鏈路信道模型。本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金重大研究計劃——培育項目“臨近空間動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的傳輸容量及優(yōu)化方法”,研究現(xiàn)有高空平臺27-31GHz這個受雨衰影響較大的通信頻段的降雨衰減,提出了臨近空間空地鏈路場景下一種基于等效雨胞直徑的雨衰預(yù)測模型。在本文中信號的仿真頻率設(shè)置為20GHz和30GHz,而降雨特征衰減則利用L-P雨滴譜分布(Laws-Parsons,L-P)進(jìn)行計算。本文主要研究內(nèi)容如下:(1)總結(jié)整理國內(nèi)外經(jīng)典降雨衰減預(yù)測模型一系列模型的建�；A(chǔ)、基本輸入?yún)?shù)和參數(shù)獲取方式以及計算步驟。(2)基于雨滴譜理論,仿真高空平臺空地鏈路降雨特征衰減,分析特征衰減、降雨衰減與雨滴譜分布類型、頻率、地面接收端仰角、極化方式、降雨強度的關(guān)系,比較得到臨近空間空地鏈路下合適的雨滴譜用于計算特征衰減。(3)針對現(xiàn)有的雨衰模型通常假設(shè)整個傾斜路徑完全穿過雨區(qū),而在現(xiàn)實環(huán)境中,信號路徑通常并不完全被降雨覆蓋這一問題,本文提出了臨近空間空地鏈路場景下一種基于等效雨胞直徑的雨衰預(yù)測模型。根據(jù)ITU-R P 311-11建議,利用ITU-R視距鏈路數(shù)據(jù)庫中雨衰實測數(shù)據(jù),對經(jīng)典雨衰預(yù)測模型以及本文模型的預(yù)測衰減進(jìn)行對比仿真,發(fā)現(xiàn)本文模型在預(yù)測信號路徑不完全穿過雨區(qū)的場景下預(yù)測準(zhǔn)確度比經(jīng)典雨衰預(yù)測模型要高。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN927
【部分圖文】：

化失配損耗較大，嚴(yán)重影響了系統(tǒng)特性。[40]線電通信大會(WRC)和國際電信聯(lián)盟（ITU）已經(jīng)分：下行 47.2-47.5GHz、上行 47.9-48.2GHz 以 31.0-31.3GHz 并補充了 3G 通信的部分頻段。同時經(jīng)開始論證 38-39.5GHz 以及在美洲以外2區(qū)范圍用作高空平臺空地通信的可行性。這些頻段普遍被能在一定程度上克服雨衰、黑障等問題。一條給定決于特征衰減、通信頻段、極化方式、溫度、路徑雨衰預(yù)測模型，短積分時間降雨率也是模型的基仿真分析得到了 20GHz 下近地衛(wèi)星空地鏈路在鏈間路徑損耗、降雨衰減、云霧衰減、大氣吸收衰減衰減對系統(tǒng)的影響非常小，最大時也不足幾個 dB，嚴(yán)重時會造成幾十個 dB 的衰減。文獻(xiàn)[46]指出了降雨率、雨滴譜分布和雨溫度的函數(shù)。

降雨率為10mm/h下降雨特征衰減與頻率的關(guān)系

27圖 3.2 降雨率為 100mm/h 下降雨特征衰減與頻率的關(guān)系.2 Relationship between characteristic attenuation of rainfall and frequency when rainfall100mm/h

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2832013