專利名稱：氣象衛(wèi)星信道概率統(tǒng)計特性仿真模型的建立方法
技術領域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信領域，具體地說，涉及氣象衛(wèi)星通信信道常用的概率分布仿真模型的建立方法。
背景技術：
氣象衛(wèi)星通信環(huán)境主要是大氣層空間物理環(huán)境，存在著多種氣體以及各種微粒， 如塵埃、煙、霧、小水滴等，還會出現(xiàn)各種復雜的氣象現(xiàn)象，如云、雨、霧、雪、霜等。氣象衛(wèi)星下行傳輸氣象數(shù)據(jù)時，會受到大氣層空間物理環(huán)境的影響，大氣(主要是其中的氧氣和水蒸氣)、云及降水都會吸收和散射電磁波，電磁波的頻率越高，傳播衰減越嚴重。而目前，氣象衛(wèi)星通信波段主要是L波段(1GHZ-2GHZ)和X(7. 5GHz-8. 5GHz)波段，可見“朱愛軍.風云三號氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸體制分析[J].應用氣象學報，2006，17 ) :494-500”。天氣晴朗時氧氣和水汽的吸收產(chǎn)生的信號衰減在IOGHz以下相對較小，可以忽略這部分衰減的影響； 而云和降雨會成為影響電磁波傳播的主要因素。因此，在不同氣象狀態(tài)下，由于云層及降雨的影響，氣象衛(wèi)星信道會存在不同程度的衰減、陰影效應和多徑效應，使得地面接收信號隨大氣狀態(tài)的變化而變得不穩(wěn)定，產(chǎn)生碼間干擾，也會在一定程度上影響接收氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)的質(zhì)量，影響天氣現(xiàn)象的分析與預報。由文獻“李瑋.衛(wèi)星移動通信信道模型研究及基帶仿真實現(xiàn)[D].電子科技大學，2002:8-16”和“胡君.衛(wèi)星移動通信信道研究及性能仿真[D].電子科技大學， 2005 :9-10. ”可知，衛(wèi)、星通信信道中多徑效應使得地面接收信號的包絡概率統(tǒng)計分布服從Rayleigh分布或Rice分布，陰影效應使得地面接收信號的包絡概率統(tǒng)計分布服從 Lognormal分布。文獻“胡君.衛(wèi)星移動通信信道研究及性能仿真[D].電子科技大學，2005: 9-10.，，建立的幾種概率密度分布模型都是適用于移動衛(wèi)星信道統(tǒng)計模型仿真的，而有關氣象衛(wèi)星信道概率統(tǒng)計模型的仿真還沒有公開報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足之處，針對氣象衛(wèi)星信道特性，提供了一種氣象衛(wèi)星信道概率統(tǒng)計特性仿真模型的建立方法。本發(fā)明的氣象衛(wèi)星信道概率統(tǒng)計特性仿真模型的建立方法，其特征在于，包括下列步驟一 )計算氣象衛(wèi)星發(fā)送信號，信號調(diào)制方式可采用BPSK或QPSK的調(diào)制方式，氣象衛(wèi)星發(fā)送信號可以表示為s(t) = Acos (ω ct+ θ )(1)式中，A為發(fā)射信號的振幅，ω。為載波信號的角頻率，θ根據(jù)調(diào)制方式的不同取值也不同。二)根據(jù)氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號s (t) = Acos (ω。t+ θ k)，k = 4，采用QPSK調(diào)制方式，在不同的天氣狀態(tài)下因多徑效應、散散效應和陰影遮蔽效應等，使得到達地面接收站點的接收信號由不同成分組成，推導相應的包絡概率密度分布，根據(jù)不同天氣狀態(tài)下的氣象衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)接收的信號表達形式建立對應的仿真模型1)陰雨天氣時，氣象衛(wèi)星信道物理環(huán)境較差，假設地面接收站的接收信號只包含一定強度的多徑分量，接收信號的包絡和相位都是隨機緩變的，則接收信號r(t)可表示為r(t) = a(t)cos[coct+θ (t)]= μ C(t)coscoct-y s(t)sincoct (2)式中
權利要求
1.氣象衛(wèi)星信道概率統(tǒng)計特性仿真模型的建立方法，其特征在于，包括下列步驟一)計算氣象衛(wèi)星發(fā)送信號，信號調(diào)制方式可采用BPSK或QPSK的調(diào)制方式，氣象衛(wèi)星發(fā)送信號可以表示為s(t) = Acos (ω ct+ θ )(1)式中，A為發(fā)射信號的振幅，ω。為載波信號的角頻率，θ根據(jù)調(diào)制方式的不同取值也不同；二)根據(jù)氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號s(t) = Acos (ω。t+ θ k)，k = 4，采用QPSK調(diào)制方式，在不同的天氣狀態(tài)下因多徑效應、散射效應和陰影遮蔽效應等，使得到達地面接收站點的接收信號由不同成分組成，推導相應的包絡概率密度分布，根據(jù)不同天氣狀態(tài)下的氣象衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)接收的信號表達形式，建立對應的仿真模型1)陰雨天氣時，氣象衛(wèi)星信道物理環(huán)境較差，假設地面接收站的接收信號只包含一定強度的多徑分量，接收信號的包絡和相位都是隨機緩變的，則接收信號r(t)可表示為r(t) = a(t)cos[coct+ θ (t)]=μ c (t) cos ω ct- μ s (t) sin ω ct (2)式中yc(t) = a(t)cos[ θ (t)](3)ys(t) = a(t)sin[6 (t) ](4)式中，a(t)和θ (t)分別是r(t)的隨機包絡和隨機相位，ω。為載波頻率，a(t) ^O, 由式(2)知接收信號r(t)的統(tǒng)計特性可以由μ。(t)和μ s(t)的統(tǒng)計特性確定，由中心極限定理可知，μ。α)和ys(t)為正態(tài)隨機過程，其概率密度函數(shù)分別為
全文摘要
本發(fā)明提供了一種氣象衛(wèi)星信道概率統(tǒng)計特性仿真模型的建立方法，包括下列步驟一)計算氣象衛(wèi)星發(fā)送信號；二)根據(jù)氣象衛(wèi)星發(fā)射的信號在不同的天氣狀態(tài)下因多徑效應、散射效應和陰影遮蔽效應等，使得到達地面接收站點的接收信號由不同成分組成，推導相應接收信號的包絡概率密度分布，根據(jù)不同天氣狀態(tài)下的氣象衛(wèi)星地面接收系統(tǒng)接收的信號表達形式建立對應的仿真模型。本發(fā)明建立的仿真模型物理意義明確，易于實現(xiàn)，可以用于氣象衛(wèi)星通信系統(tǒng)的仿真，為優(yōu)化氣象衛(wèi)星通信傳輸體制，設計氣象衛(wèi)星通信系統(tǒng)和通信技術提供實用、方便和有效的概率統(tǒng)計仿真模型。
文檔編號H04B7/185GK102255647SQ201110162630
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權日2011年6月16日
發(fā)明者張秀再, 郭業(yè)才 申請人:南京信息工程大學