臨近空間通信系統(tǒng)在無(wú)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(wú)人機(jī)、飛艇、氣球作為高空平臺(tái)(High Altitude Platform Station,HAPS)中繼站。高空平臺(tái)具有覆蓋面積廣、快速部署、低功耗等優(yōu)點(diǎn),在軍用偵查、跨洋通信、應(yīng)急通信等領(lǐng)域已展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì),將是未來(lái)民用通信的重要候補(bǔ)技術(shù),也是國(guó)際電信聯(lián)盟(International Telecommunication Union,ITU)提出的解決最后一英里問(wèn)題的潛在方案之一。因高空平臺(tái)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(shí)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(shí)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(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃——培育項(xiàng)目“臨近空間動(dòng)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(tái)27-31GHz這個(gè)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(chǎng)景下一種基于等效雨胞直徑的雨衰預(yù)測(cè)模型。在本文中信號(hào)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(jì)算。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)總結(jié)整理國(guó)內(nèi)外經(jīng)典降雨衰減預(yù)測(cè)模型一系列模型的建模基礎(chǔ)、基本輸入?yún)?shù)和參數(shù)獲取方式以及計(jì)算步驟。(2)基于雨滴譜理論,仿真高空平臺(tái)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(qiáng)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(jì)算特征衰減。(3)針對(duì)現(xiàn)有的雨衰模型通常假設(shè)整個(gè)傾斜路徑完全穿過(guò)雨區(qū),而在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,信號(hào)路徑通常并不完全被降雨覆蓋這一問(wèn)題,本文提出了臨近空間空地鏈路場(chǎng)景下一種基于等效雨胞直徑的雨衰預(yù)測(cè)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(kù)中雨衰實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),對(duì)經(jīng)典雨衰預(yù)測(cè)模型以及本文模型的預(yù)測(cè)衰減進(jìn)行對(duì)比仿真,發(fā)現(xiàn)本文模型在預(yù)測(cè)信號(hào)路徑不完全穿過(guò)雨區(qū)的場(chǎng)景下預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度比經(jīng)典雨衰預(yù)測(cè)模型要高。
【學(xué)位單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級(jí)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(huì)(WRC)和國(guó)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(bǔ)充了 3G 通信的部分頻段。同時(shí)經(jīng)開(kāi)始論證 38-39.5GHz 以及在美洲以外2區(qū)范圍用作高空平臺(tái)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(wèn)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(cè)模型，短積分時(shí)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(duì)系統(tǒng)的影響非常小，最大時(shí)也不足幾個(gè) dB，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成幾十個(gè) 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)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2832013