专利名称：一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法
技术领域：
本发明属于信道处理方法，具体涉及一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法。
背景技术：
通信信道是指发射机与接收机之间的信号传播媒质，而信道模型则以数学的或者算法的形式来表征信道的输入输出关系，这个模型可以通过测量或者是基于物理传播现象的原理推导出。因此，信道建模与信号传播媒质的物理特性紧密相关，不同的信道在不同的应用场合下，具有千差万别的物理特性。临近空间环境复杂，临近空间高超声速飞行器可能长时间在大气层内高超声速飞行，飞行器弹体周围可能会产生等离子鞘套，等离子鞘套对一定角度入射电磁波有反射、折射和吸收等作用，从而对通信产生较大的影响；由于临近空间飞行器飞行高度与传统型号相比飞行高度低，地空视距测控通信链路存在严重的多径效应与大多普勒效应；并且高频段通信在穿过云层和雨滴时会产生一定的衰减。目前国际电联针对，雨衰和多径分别提出不少标准信道模型，但针对多环境下的信道模型，国内外鲜有针对多环境条件下信道建模方法的研究文献及报道，主要原因是临近空间和高超声速飞行器都属于崭新的研究领域， 对于物理信道模型尚处于探索阶段，尤其同时遇到多种环境下，利用以前成果无法得到有效真实的结论。无线信道建模历来是通信系统设计中的重点和难点，目前国内外尚无适合于临近空间飞行器传输链路的信道模型，而临近空间由于环境复杂(黑障、雨衰、多径、多普勒等)。这些物理环境的恶劣变化对通信的影响是致命的，为此，需要分析临近空间飞行器高速飞行下的信道特性，并设计可用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法。
发明内容
本发明的目的是模拟物理环境的恶劣变化对通信的影响，提供一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法。本发明所采用的技术方案是—种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，临近空间飞行器与地基通信时，通信双方所经历的信道处理有自由空间衰落、大气衰落、多径效应、多普勒频移、空间噪声以及等离子鞘套层信道；临近空间飞行器与天基通信时，信道处理包括自由空间衰落、空间噪声、多径效应、多普勒频移以及等离子鞘套层信道，所述等离子鞘套信道处理，包括(a)根据飞行器形状、材料、飞行速度确定电子密度分布，从而计算出等离子体对输入信号的吸收、反射、透射、频率偏移以及附加的等离子体噪声；(b)建立等离子鞘套对信号传输的模型
权利要求
1.一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，临近空间飞行器与地基通信时，通信双方所经历的信道处理有自由空间衰落、大气衰落、多径效应、多普勒频移、空间噪声；临近空间飞行器与天基通信时，信道处理包括自由空间衰落、空间噪声、多径效应、多普勒频移；其特征在于当通信方是地基或天基时的通信信道还包括等离子鞘套层信道， 所述等离子鞘套信道处理，包括(a)根据飞行器形状、材料、飞行速度确定电子密度分布，从而计算出等离子体对输入信号的吸收、反射、透射、频率偏移以及附加的等离子体噪声；(b)建立等离子鞘套对信号传输的模型
2.根据权利要求1所述的一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，其特征在于所述多径效应信道采用Rician信道。
3.根据权利要求1所述的一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，其特征在于所述大气衰落处理中，对输入信号进行频率特性衰落，衰落计算采用关于位置、 仰角、季节的函数。
4.根据权利要求1所述的一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，其特征在于所述空间噪声处理中，将空间传播噪声假设为高斯白噪声，输出信号为输入信号叠加噪声。
5.根据权利要求1所述的一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，其特征在于所述自由空间衰落处理中，计算自由空间传播损耗值，输出信号为输入信号减去损耗值。
6.根据权利要求2所述的一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，其特征在于所述多径信号处理中，所述Rician分布的概率密度函数为
7.根据权利要求1所述的一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法， 其特征在于所述多普勒频移处理中，临近空间飞行器频移是和飞行路径及速度相关的函数
全文摘要
本发明属于信道处理方法，具体涉及一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法。目的是模拟物理环境的恶劣变化对通信的影响。该信道综合处理方法，在临近空间飞行器与地基通信时，通信双方所经历的信道处理有自由空间衰落、大气衰落、多径效应、多普勒频移、空间噪声以及等离子鞘套层信道；临近空间飞行器与天基通信时，信道处理包括自由空间衰落、空间噪声、多径效应、多普勒频移以及等离子鞘套层信道。本发明准确模拟了临近空间复杂环境下的信号传输情况，涵盖了黑障、雨衰和低仰角等物理特性，似真度高，提高了信道模拟的准确性。
文档编号H04B17/00GK102447518SQ20111035626
公开日2012年5月9日 申请日期2011年11月10日 优先权日2011年11月10日
发明者杨亮, 秦永强, 贺峥光 申请人:中国运载火箭技术研究院, 北京临近空间飞行器系统工程研究所