[发明专利]一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法

说明书

技术领域

本发明属于信道处理方法，具体涉及一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法。 

背景技术

通信信道是指发射机与接收机之间的信号传播媒质，而信道模型则以数学的或者算法的形式来表征信道的输入输出关系，这个模型可以通过测量或者是基于物理传播现象的原理推导出。因此，信道建模与信号传播媒质的物理特性紧密相关，不同的信道在不同的应用场合下，具有千差万别的物理特性。 

临近空间环境复杂，临近空间高超声速飞行器可能长时间在大气层内高超声速飞行，飞行器弹体周围可能会产生等离子鞘套，等离子鞘套对一定角度入射电磁波有反射、折射和吸收等作用，从而对通信产生较大的影响；由于临近空间飞行器飞行高度与传统型号相比飞行高度低，地空视距测控通信链路存在严重的多径效应与大多普勒效应；并且高频段通信在穿过云层和雨滴时会产生一定的衰减。目前国际电联针对，雨衰和多径分别提出不少标准信道模型，但针对多环境下的信道模型，国内外鲜有针对多环境条件下信道建模方法的研究文献及报道，主要原因是临近空间和高超声速飞行器都属于崭新的研究领域，对于物理信道模型尚处于探索阶段，尤其同时遇到多种环境下，利用以前成果无法得到有效真实的结论。 

无线信道建模历来是通信系统设计中的重点和难点，目前国内外尚无适合于临近空间飞行器传输链路的信道模型，而临近空间由于环境复杂(黑障、雨衰、多径、多普勒等)。这些物理环境的恶劣变化对通信的影响是致命的，为此，需要分析临近空间飞行器高速飞行下的信道特性，并设计可用于临近 空间高超声速条件下的信道综合处理方法。 

发明内容

本发明的目的是模拟物理环境的恶劣变化对通信的影响，提供一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法。 

本发明所采用的技术方案是： 

一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，临近空间飞行器与地基通信时，通信双方所经历的信道处理有自由空间衰落、大气衰落、多径效应、多普勒频移、空间噪声以及等离子鞘套层信道；临近空间飞行器与天基通信时，信道处理包括自由空间衰落、空间噪声、多径效应、多普勒频移以及等离子鞘套层信道，所述等离子鞘套信道处理，包括： 

(a)根据飞行器形状、材料、飞行速度确定电子密度分布，从而计算出等离子体对输入信号的吸收、反射、透射、频率偏移以及附加的等离子体噪声； 

(b)建立等离子鞘套对信号传输的模型： 

y~(t)=|Trans(t)|Σn=-∞∞s~(t-nT)g~n(t)+nplasma(t)]]>

其中 为等离子鞘套信道带通输入信号和信道输出信号，t表示时间，n为计数值，T为等离子体碰撞频率的周期； 

T_rans(t)为在载波频点处的电波功率透射系数，表征的是等离子体厚度上的大尺度衰落； 

为模拟小尺度衰落过程所需的抽头增益； 

n_plasma(t)为等离子体产生的噪声。 

如上所述的一种用于临近空间高超声速条件下的信道综合处理方法，其中：所述多径效应信道采用Rician信道。