王尘宇

赵雨薇， 迟 迅， 任 佳

(海南大学 信息科学手艺学院， 海南 海口570228)

： 针对海上复杂多变的电磁情况所招致的挪动信道的传输途径损耗特征，提出Irregular Terrain Methodology(ITM)改良模子。该算法通过弥补双径模子，来计算1 km范畴内的海上挪动信道传输损耗；通过参加雨衰模子来对呈现下雨的海上电磁波传布停止批改；在此根底之上，接纳仿实软件对ITM模子和改良后的ITM模子停止比照，阐发发现，在海上挪动信道传输下，该改良后的ITM模子较之ITM模子,可以更好地反映远海区域挪动信道传输特征，并可以进步远海区域挪动信道传输的量量。

: TN919文献标识码: A文章编号： 0258-7998(2014)07-0106-03

目前，针对海上挪动信道特点，次要由两种办法来处理海上挪动信道传输损耗预测，一种是实测，一种是仿实测试，仿实测试固然无法代替现实的海上测试，但却为评估海上通信系统算法设想供给了一种有效地研究办法，可以进步实测的胜利率。参考文献[1]认为海上无线电波能够看做自在空间传布；参考文献[2]在福建漳州对海面1 800 MHz信号停止了岸海的海上无线传布特征的测试;参考文献[3]提出Okumura-Hata模子和ITM模子的海上挪动信道传输损耗预测。参考文献[4]指出途径损耗预测操纵ITM模子更适宜。但是没有考虑以下两个方面:(1)领受机四周情况的影响因素对电磁波传输的影响; (2)以上两个模子都不克不及预测途径长度在1 km以内的场强。

针对以上两点问题，本文提出了基于改良的ITM信道传输模子停止海上电波传布的损耗中值预测。改良的办法次要是操纵双径模子雨衰模子对ITM模子停止批改。通过仿实在验平台验证该模子的有效性。

ITM模子预测了在自在空间中由地形的非规则性形成的中值传输式微。该模子的中值传输损耗为间隔的散布函数[5]，如下：

在ITM模子式(1)中，操纵地貌地形的途径几何学和对流层的绕射性预测中值传输式微。在1≤d≤dLS的视距范畴内，接纳空中双线模子计算；在 dLS≤d≤dx 的超视距范畴内，接纳绕射机造[6]；在d≥dx更远的间隔上(超越无线电电平线)，则接纳前向散射理论。超视距的途径参考式微Acr是绕射式微Ad或者散射式微As中较小者，当绕射和散射损耗的间隔相等时定义为dx[7]。

2 ITM的改良模子

2.1 双径传布预测模子

基于在1 km范畴内的海面一般只存在一条较强的曲射波信号和一条海面反射波，且传输间隔较短能够看做平面传输，本文提出接纳双径传布模子， 此模子在预测海上1 km范畴内的大标准信号强度时长短常准确的[8]，如图1所示。

视距和空中反射的途径差：

式(2)中，r1、r2是收发端与反射点间的间隔，ht、hr是收发端天线高度，d是收发端间距。

因而，两电场成分的相位差为：

式(4)十分重要，它为双径模子供给了切确的领受电场强度，Erec是领受场强，Efs是自在空间场强值。

当d远远大于天线高度时，上式可简化为：

式(6)表白，当间隔d很大时，领受功率随间隔增大呈4次方衰减，那比自在空间中的损耗要快得多，暗示途径增益。

2.2 雨衰

海洋情况下，降雨量遍及很大。电磁波进入雨层中会引起衰减，那就是雨衰。研究表白关于频次高于1 GHz的电波，雨衰是影响其传布的重要因素[8-10]。

接纳HPM(High Power Microwave)模子,适用于350 GHz以下频次的电波[14]。详细算法如下：在长度为r0的途径上，雨衰AR与传布途径中降雨衰减率R(dB/km)有以下关系：

式(8)中，下标H、V别离暗示响应参数在程度极化、垂曲极化前提下的值，θ为途径仰角，τ为极化倾角(程度极化时为0°；垂曲极化为 90°；圆极化为 45°)。

设途径仰角θ=20°，τ为0°(程度极化)，频次1≤f≤20 GHz,能够得出在此前提下降雨衰减率R与f电波频次的关系曲线，如图2所示。

3 仿实阐发

本文对ITM模子停止改良，通过参加双径模子来计算1 km传输范畴以内的信道传输损耗，同时考虑到雨衰的影响。

操纵Matlab仿实平台停止仿实阐发，如图3所示。

接纳参考文献[2]的实测数据情况转换为计算机的模仿情况，操纵Matlab仿实平台停止仿实阐发，改良的ITM模子和尺度ITM模子的比照图如图4所示。

由图4可知，改良后的ITM模子的损耗预测与实测数据相吻合，光滑掉几个测试数据野值点后仿实曲线与实测曲线一致，在65 km处均呈现变陡增大拐点。与未改良的ITM模子比拟较，其丈量范畴更大，更具有遍及性，更接近实测情况。

本文通过火析海上挪动信道的传输途径损耗特征，提出基于ITM模子的改良批改传输模子，在1 km途径间隔内接纳双径模子预测损耗做为弥补，充实考虑情况气候的影响因素，参加雨滴式微的预测。通过对本文提出算法的仿实，发现其改良后的ITM模子契合实测数据情况，进步了预测海上挪动信道传输途径损耗的准确度。因而，在海长进行信道传输损耗预测时，宜接纳改良的ITM模子，可使预测计算更接近现实。

参考文献

[1] 王向敏.海上大气波导的预测办法 [D]. 南京：南京信息工程大学, 2007.

[2] 何群, 黄云鹏. 关于海面无线传布模子的切磋[J]. 邮电设想手艺, 2004(2):011.

[3] MO H, CHEN B, SHEN C. Radio propagation predictionmodel for maritime mobile communication[C]. WirelessCommunications and Applications(ICWCA 2012), IET Inter-national Conference on. IET, 2012.

[4] JEON S, YIM Z, SEO J S. Path loss model for couplingloop interference with multiple reflections over single fre-quency network[J]. IETE Technical Review, 2012, 29(6)：499-500.

[5] TSE D. Fundamentals of wireless communication[M]. Cam-bridge:Cambridge university press, 2005.

[6] 肖蒙, 刘佳佳, 林俊亭, 等. 高速铁路的 GSM—R 无线传布模子校正[J].电子手艺应用, 2012,38(2):113-116.

[7] LONGLEY A G, RICE P L. Prediction of troposphericradio transmission loss over irregular terrain[R].A computermethod-1968. Institute for Telecommunication Science Bou-lder Co, 1968.

[8] SHIFENG K, HONGGUANG W. Analysis of microwaveover-the-horizon propagation on the sea[C]. MicrowaveConference, 2009. APMC 2009. Asia Pacific. IEEE, 2009:1545-1548.

[9] SHARMA D, SINGH R K. Validation of modified approachto estimate the propagation path loss in urban area to sus-tain the QoS during dust storms[J]. Wireless Communica-tion, 2013,5(1):5-11.