海面电波传播损耗模型研究与仿真94400

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1、万方数据第23卷第6期2008年12月电波科学学报CHINESEJOURNALOFRADl0SCIENCEV01．23，No．6December．2008文章编号1005—0388(2008)06—1095—05海面电波传播损耗模型研究与仿真王祖良1☆樊文生2郑林华1(1．国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073；2．海军司令部，北京100036)摘要研究了海面电波传播损耗预测模型，指出对该类传播损耗预测的仿真模型宜采用Longley-Rice模型，并对模型作了适应性修正和补充以适应海上编队通信链路的仿真。还推导了Oku

2、mura—Hata模型和Longley-Rice模型电波传输损耗预测的具体算法，数值仿真结果显示本文提出的方法预测结果与实测数据相符，最后给出对1km以内和飞机飞行高度在10km以上时的修正和补充方法。关键词电波传播；场强预测；Longley—Rice模型；仿真中图分类号TN92文献标志码AStudyandsimulationonsea。surfacepropagationpredictionmodelWANGZu-lian91FANWen-shengzZHENGLin-hual(1．CollegeofElectricalScience

3、andEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，ChangshaHunan410073，China；2．NavyHeadquarters，Beijing100036，China)AbstractForthesimulationofshipformationcommunicationchannel，aimprovedLongley-Ricemodelispresentedtopredictethelossofradiowavepropagationa—longtheseasurfa

4、ce．ThecomputationalprocedureoftheOkumura—HatamodelandtheLongley-Ricemodelisdiscussed．Bycomparingwiththetestdata，thesimula—tionresultsshowthevalidityofthepredictionmodel．Keywordsradiopropagation；prediction；Longley—Ricemodel；simulation引言1海上电波场强预测模型选择海上编队内舰船之间以及舰船与飞机之间一般采用无

5、线电台通信方式，通信距离变化范围较大，电磁传播环境复杂。对这类通信场强预测的仿真模型应用Longley—Rice模型比较适合，但Longley-Rice模型不能够预测短距离(1km以内)场强，以及高于10km以上的情况，所以需要对模型进行适应性修正和补充，以适应海上编队移动通信场强预测仿真建模的需要。本文以海上编队通信链路仿真为背景，在选择Longley—Rice信道模型作为主要预测模型的基础上，对1km以内和飞机飞行高度在10km以上的情况进行修正和补充。数值仿真证明了本文提出的预测模型的有效性。收稿日期：2007—12—14☆E-m

6、ail：zlwang@nudt．edu．ell1095场强预测模型的研究主要有两种基本方法：一类是在各种典型传播环境中进行发射和接收试验，现场记录下接收信号的各种数据。实测后，用计算机对大量数据进行统计分析，寻找出反映传输特性的各种参数的统计特性。再根据数据分析的结果，建立传播信道的统计模型。另一类是基于无线电磁波传播机理的分析方法，根据反射、绕射、散射等现象直接找出可能的主要传播路线，并计算出路径损耗及其他反映信道特性的参数，忽略次要因素，突出主要因素，建立简化的确定性模型。海上编队通信环境较为复杂，地形多样、气候类型复杂、地面粗糙度

7、不同(反应海浪的汹涌度)、飞机万方数据1096电波科学学报第23卷飞行高度差别较大、通信距离变化范围大、接收信号动态范围大等，这些特点决定了海上编队通信系统懿设计对逶蔫售道模型依赖性较大，只有对特定通信信道进行有效的建模才能设计出可靠实用的通信系统。适合于这种应用背景的信道模型有Longley-Rice模登、Okumura模登、Hata模型以及Carey模型等。在几千米到几百千米范围内Okumura-Hata被广泛用来预测接收信号的场强，但对包含飞机在蠢的海上编陵场强预溺蘩j用Longley-Rice模登更合适，Longley—Rice

8、模型考虑了更多的与地形有荧的因素，包括海面折射率、海霹导电率、介电常数以及海浪潮灞度等，逐考虑了不同的气候类型和天线的位置标准等。下面通过对两种模型的仿真分析，并利用文献提供的特定环境下的实测数据与两种模型