一种环境感知的船载宽带海上信道的分析方法及装置

本发明涉及海上无线信道通信，具体涉及一种环境感知的船载宽带海上信道分析方法及装置。

背景技术：

1、电磁波在海面传播时候受到多种因素的影响，海面上的湿度、气压和温度会形成海洋波导效应，海面的风速以及风速引起的波浪会影响海洋的多径反射特性，船只摇摆会影响接收信道幅度的变化，多种要素综合作用导致海洋无线信道多变。相关技术，通常使用理论计算方式对海洋信道多径状况进行建模计算，并未涉及实测数据关联，导致分析结果不够准确。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的通常使用理论计算方式对海洋信道多径状况进行建模计算，并未涉及实测数据关联，导致分析结果不够准确的问题，从而提供一种环境感知的船载宽带海上信道分析方法及装置。

2、根据第一方面，本发明实施例提供一种环境感知的船载宽带海上信道分析方法，包括如下步骤：

3、获取信道实测数据和环境感知数据，所述信道实测数据包括路径损耗数据、多径时延特性数据、多普勒特性数据和角度域特性数据，所述环境感知数据包括温度感知数据、气压感知数据、风速感知数据、温度感知数据、陀螺仪感知数据、位置感知数据；

4、基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度。

5、可选地，所述路径损耗数据的获取包括：

6、获取发射端的信号发射功率；

7、调整各可调衰减器参数值与接收端的信道幅度值对应；

8、设置校准函数得到所述接收端的信道幅度值对应的接收能量。

9、可选地，所述路径损耗数据通过如下公式计算：

10、pl＝ptx+gtx-grx-rsl；

11、其中，pl为所述路径损耗数据，ptx为所述信号发射功率，gtx为发射天线增益，grx为接收天线增益，rsl为所述接收端的信道幅度值对应的接收能量。

12、可选地，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，包括：

13、基于所述位置感知数据，确定所述发射端与所述接收端之间的距离；

14、基于所述发射端与所述接收端之间的距离和所述路径损耗数据，绘制路径损耗距离图；

15、基于所述路径损耗数据，绘制路径损耗时域图；

16、基于所述环境感知数据、所述路径损耗距离图和所述路径损耗时域图，仿真分析不同环境基于相同距离下电磁波的损耗影响。

17、可选地，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，还包括：

18、基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，仿真分析获取所述风速感知数据与所述路径损耗数据之间的关联性；

19、基于所述风速感知数据与所述路径损耗数据之间的关联性，仿真分析基于不同风速下的所述多径时延特性数据、所述多普勒特性数据和所述角度域特性数据。

20、可选地，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，还包括：

21、基于所述陀螺仪感知数据与所述路径损耗数据之间的关联性，绘制无线信道的包络特性曲线图用于分析海上船只的摇摆程度。

22、可选地，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，还包括：

23、基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，在预设时间段仿真分析海平面上湿度和/或气压和/或温度变化对所述路径损耗数据的影响程度。

24、根据第二方面，本发明实施例还提供一种环境感知的船载宽带海上信道分析装置，包括如下模块：

25、数据获取模块，用于获取信道实测数据和环境感知数据，所述信道实测数据包括路径损耗数据、多径时延特性数据、多普勒特性数据和角度域特性数据，所述环境感知数据包括温度感知数据、气压感知数据、风速感知数据、温度感知数据、陀螺仪感知数据、位置感知数据；

26、仿真分析模块，用于基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度。

27、根据第三方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行第一方面或第一方面任一实施方式中所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法。

28、根据第四方面，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行第一方面或第一方面任一实施方式中所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法。

29、本发明技术方案，具有如下优点：

30、本发明公开一种环境感知的船载宽带海上信道分析方法及装置，其中，方法包括：获取信道实测数据和环境感知数据，信道实测数据包括路径损耗数据、多径时延特性数据、多普勒特性数据和角度域特性数据，环境感知数据包括温度感知数据、气压感知数据、风速感知数据、温度感知数据、陀螺仪感知数据、位置感知数据；基于信道实测数据和环境感知数据，通过仿真分析环境感知数据对信道实测数据的影响程度。本发明将各种类型的环境感知数据与信道实测数据进行关联分析，可以得到各种因素对信道影响的结果，从而有助于信道建模和通信系统设计的开展。

技术特征：

1.一种环境感知的船载宽带海上信道分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法，其特征在于，所述路径损耗数据的获取包括：

3.根据权利要求2所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法，其特征在于，所述路径损耗数据通过如下公式计算：

4.根据权利要求2所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法，其特征在于，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，包括：

5.根据权利要求1所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法，其特征在于，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，还包括：

6.根据权利要求1所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法，其特征在于，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，还包括：

7.根据权利要求1所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法，其特征在于，基于所述信道实测数据和所述环境感知数据，通过仿真分析所述环境感知数据对所述信道实测数据的影响程度，还包括：

8.一种环境感知的船载宽带海上信道分析装置，其特征在于，包括如下模块：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行权利要求1至7中任一项所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器中存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行权利要求1至7中任一项所述的环境感知的船载宽带海上信道分析方法。

技术总结
本发明公开一种环境感知的船载宽带海上信道分析方法及装置，其中，方法包括：获取信道实测数据和环境感知数据，信道实测数据包括路径损耗数据、多径时延特性数据、多普勒特性数据和角度域特性数据，环境感知数据包括温度感知数据、气压感知数据、风速感知数据、温度感知数据、陀螺仪感知数据、位置感知数据；基于信道实测数据和环境感知数据，通过仿真分析环境感知数据对信道实测数据的影响程度。本发明将各种类型的环境感知数据与信道实测数据进行关联仿真分析，可以得到各种因素对信道影响的结果，从而有助于信道建模和通信系统设计的开展。

技术研发人员：李芳
受保护的技术使用者：广州航海学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14