对流层散射通信应用特性举要

系统梳理对流层散射通信的主要特点,从天线仰角、时间因素、气候因素、刃峰绕射、地势因素、通信频率等角度深入分析对流层散射通信的应用特性,并以此为依据归纳其应用原则,以期为我国的对流层散射通信建设提供参考。

Ku波段对流层散射通信技术研究

为应对常规通信无法开展的突发状况,强化应急通信手段,本文提出一种基于Ku波段的对流层散射通信方法。其中,信号监测接收机采用灵敏度高的频谱分析仪,收发天线为自主设计的高增益和强方向性的抛物面天线。通过对比气象环境下的实时预测分析模型和对流层散射传播模型的理论计算结果,表明该通信方法具有良好的适应性,能够为应急通信提供技术支撑。

基于抛物方程法的对流层散射通信信道建模及分析

为了分析实际应用场景中的气象环境因素对对流层散射通信性能的影响,采用抛物方程法结合湍流大气结构模型构建了对流层散射信道模型,并利用其计算了对流层散射传输损耗与信号快衰落分布,结果与ITU模型结果和理论快衰落分布曲线一致.在此基础上推导了散射信道在QPSK调制下的误码率,对实际传播场景下的散射通信链路进行了电磁建模和仿真计算,并分析了不同气象环境因素对误码率的影响.仿真结果表明:当通信距离较远时,信号服从瑞利分布,此时环境对误码率的影响较小;随着通信距离变近,源自某一散射体路径的信号功率会增强,信号可能出现莱斯分布,此时误码率随环境因素改变出现较大波动;通信距离相同时,在高温和潮湿气候下湍流活动较强,电波传输损耗较小,可实现较好的通信效果.

对流层散射通信中基于改进SVD的信道估计算法

针对基于OFDM的对流层散射通信中传统奇异值分解(SVD)信道估计算法以循环前缀长度为界来截取特征值会引入较大信道噪声问题,提出了一种SVD改进算法。该算法先对散射信道的最大多径时延进行估计,再利用该估计值来截取特征值,从而减少了噪声影响。仿真表明,该算法的均方误差以及误码率性能都优于传统SVD算法,信道估计效果接近于最小均方误差(MMSE)算法。

对流层散射通信传输损耗预计方法分析

采用ITU-R617和NBS-101两种散射通信传输损耗预计方法,分别对散射通信的2种应用模式——常规应用模式(电波波束沿地球切线方向,散射角较小)和越障应用模式(电波波束角抬高,散射角较大)进行传输损耗预计时发现,常规应用模式下二者预计结果相近,而越障通信应用模式下二者预计结果差异较大。针对该问题,在给出等效地球半径概念基础之上,分析了等效地球半径使用条件,并以此为依据,分别对ITU-R617方法和NBS-101方法进行了分析,给出了2种预计方法的适用范围,并通过实验数据对得出的结论进行了验证。

对流层散射通信时间分集技术研究

针对对流层散射信号的时域衰落特点给出了一种适用于单天线、单发通道和单收通道轻便散射站的新型信号时间分集方法,即将待发送信息符号按等时间间隔多次延迟后重组为一个新的发送序列并共享带宽发出,在接收端对各冗余发送信息进行合并从而获得分集增益。分析了该体制的扩谱隐频率分集作用以及与各种前向纠错编码方法的兼容特性。实测结果表明,在平坦衰落与频率选择性衰落信道中信号的平滑能力均与传统的多天线空间分集体制相当。

认知对流层散射通信中的频谱感知

认知对流层散射通信是解决现阶段对流层散射通信系统频段拥挤、共道干扰和容量与带宽矛盾的有效手段。而频谱感知技术作为认知对流层散射通信的核心,能够给认知用户提供特定频段的频谱信息,为及时规避干扰和利用空闲频带提供依据。针对认知对流层散射通信中的频谱感知问题,在能量检测方法的基础上,研究了AWGN和Nakagami-m信道条件下的频谱检测问题,推导出AWGN信道下和Nakagami-m信道下基于最大比合并的检测概率的精确表达式,并进行仿真分析。结果表明散射天线的离轴角越大,检测性能越差,且基于分集合并的频谱感知在对衰落信道信号的检测性能相较于无分集有较大优势。

对流层散射通信调制信号形式研究

散射通信是通信领域的重要通信手段。散射通信中信号形式的选取直接关系到通信系统中通信设备的性能,本文就几种散射通信信号形式进行了分析和论述,阐明了散射通信及信号波形的特点及传输特性。

新一代对流层散射通信系统关键技术探讨

提出了基于多输入多输出(MIMO)结构的新一代对流层散射通信系统框架。针对对流层散射系统电平微弱、多径传输和衰落严重,采用了空时编码(STC)、正交频分复用(OFDM)、单载波频域均衡(SC-FDE)等新技术,可使散射通信的信息速率在不增加带宽和发射功率的条件下获得1个数量级的提升。

对流层散射通信扩频解扩关键技术的研究

提出了适合于对流层散射通信的扩频解扩的一套解决方案,该方案解决了传统的延迟锁定环在散射通信中应用的设备量庞大的难题,并提出了适合于散射通信的伪码数字锁定环及其相关技术。

基于MIMO的对流层散射通信信道损耗研究

针对多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)场景下的对流层散射通信信道损耗进行了研究。在设计远距离MIMO通信系统时,链路损耗估计是其中的关键技术,而现有技术在损耗估计时都忽略了波束与散射体碰撞时的能量损耗。根据湍流非相干散射理论,首先将对流层建模为多条可微的曲线,从而与发射和接收天线阵列构成曲边梯形,根据此信道几何模型,计算入射角、反射角和散射角的角度关系;其次,建立了电磁波束射入散射体后散射波在散射体表面的能量分布模型;最后,根据波束传输距离,量化散射信道的损耗,推导得到基于MIMO对流层散射信道的衰落系数和信道矩阵。将仿真计算结果与实际数据进行对比,验证了所提模型在链路损耗估计问题上的有效性和准确性,同时根据仿真结果对接收天线的仰角设计提出了建议。

美军对流层散射通信发展概况与启示

本文回顾了美军对流层散射通信的发展历程，介绍了美军现役几种典型的对流层散射通信设备的基本情况，分析了美军对流层散射通信的发展趋势，对发展对流层散射通信的有关问题进行了初步探讨。

微波频段下对流层散射通信系统工作频率研究

对流层散射通信由于具有单跳跨距远、抗核爆能力强、保密性高等特点,在军事上得到广泛应用。对流层散射通信的传输损耗较大,选择合适的工作频段对于减小传输损耗至关重要。基于国际电联(ITU)颁布的最新对流层散射损耗预测模型,补充了该模型中未考虑的影响损耗的若干因素,研究了传输损耗与工作频率、传播距离、天线口面直径等参数之间的关系。通过仿真验证,得出微波频段下散射通信系统工作频段的优选策略,可为对流层散射通信设备参数选择提供理论参考。

美军对流层散射通信及未来发展

本文介绍了对流层散射通信的概念、美军对流层散射通信的应用,并对美军未来散射通信的发展作了分析和阐述。

对流层散射通信X型极化分集系统性能研究

对流层散射通信是一种传统而成熟的通信方式,为克服快衰落普遍采用空间分集的接收方式,但是空间分集对场地要求高,也增加了操作的复杂性,极化分集天线可以共点安装,因此研究极化分集技术在对流层散射通信中的应用有十分重要的意义。本文建立了三维X型极化分集接收模型,对X型极化分集接收信号的相关性能进行了分析,最后对X型极化分集系统在对流层散射通信中的应用性能进行了计算和仿真。

对流层散射通信新应用

该文通过对流层散射通信(Troposphere Scatter Communication)系统的阐述,提出了适合于海上平台至陆岸的跨海通信解决方案,该方案解决了传统通信手段数据容量小、延时大等难题,为实现数字化油田提供了坚实的通信链路保障。

高速对流层散射通信在海上通信中的应用研究

为解决高速对流层散射通信系统信道传播损耗大和信道衰落等问题,本文对高速对流层散射通信在海上通信中的应用进行研究,提出结合现今无线通信领域先进的超视距无限通信技术,将高速散射通信应用到海上通信的实际场景中,以期为海上能源行业的相关人员提供参考。

短波通信100年与通信电子战的新课题

短波通信已走过百年历程。在经历因卫星通信的冲击而遭受的冷落之后，短波通信以其顽存性和低成本，于８０年代重新唤起了人们的热情。短波通信在电波传播研究、频率自适应通信、中高速数据通信、组网通信、自适应跳频通信以及近垂直入射天波通信等方面都取得了重大突破。如何对抗这些新体制短波通信，已成为短波通信电子战所面临的新课题。

恶劣环境下对流层散射信道衰减模型

针对现有的对流层散射损耗模型中的缺陷,研究了雨、雪、雾等恶劣气象环境下,对流层散射通信的电波能量衰减。分析了传统晴空大气下对流层散射损耗的计算方法和变化规律,在恶劣气象环境下,研究了雨、雪、雾等恶劣环境下电磁波的衰减率计算方法以及变化规律。同时为避免路径计算的不合理性,研究了恶劣气象环境对应不同的电磁波路径模型。为全天候、各种气象条件下更好地实现对流层散射通信,建立具有一定参考价值的衰减模型提供依据。