[发明专利]一种450MHz频段卫星气象业务与铁路列调系统的干扰分析方法

权利要求书

1.一种450MHz频段卫星气象业务与铁路列调系统的干扰分析方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤一、针对450MHz频段，铁路列调系统和卫星气象业务下行频段共存同频和邻频，得到四种干扰情况；

四种干扰情况如下：1)气象卫星的发射干扰火车的接收；2)气象卫星的发射干扰火车站的接收；3)火车站的发射干扰气象卫星地球站的接收；4)火车的发射干扰气象卫星地球站的接收；

其中，第2)种和第4)种情况是邻频下的干扰共存；第1)种和第3)种情况是邻频和同频共存；

步骤二、当气象卫星和铁路列调系统处于同一波束覆盖区时，分别计算四种干扰情况中的接收功率P_r；

计算四种干扰情况中的接收功率P_r的公式如下：

P_r＝P_t+G_t+G_r-L_p-ACIR

P_r表示接收功率；具体为：第1)种情况为火车的接收功率值；第2)种情况为火车站的接收功率值；第3)种和第4)种情况为气象卫星地球站的接收功率值；

P_t为施扰系统的发射功率；具体为：第1)种和第2)种情况中P_t均为气象卫星的发射功率；第3)种情况中P_t为火车站的发射功率；第4)种情况中P_t为火车的发射功率；

G_t为发射天线增益；具体为：第1)种和第2)种情况中G_t均为气象卫星的发射天线增益；第3)种情况中P_t为火车站的发射天线增益；第4)种情况中P_t为火车的发射天线增益；

G_r为接收天线增益；具体为：第1)种情况中G_r为火车的接收天线增益；第2)种情况中G_r为火车站的接收天线增益；第3)种和第4)种情况中G_r均为气象卫星地球站的接收天线增益；

L_p为传播路径损耗；四种干扰情况中对应的值不同；

ACIR为不同频率间隔下，每种干扰情况自身提供的隔离度；

计算公式为：

ACLR表示施扰系统的邻道泄漏功率比；具体为：第1)种和第2)种情况中ACLR均为气象卫星的邻道泄漏功率比；第3)种情况中ACLR为火车站的邻道泄漏功率比；第4)种情况中ACLR为火车的邻道泄漏功率比；

ACS表示受扰系统的邻信道选择性值；具体为：第1)种情况中ACS为火车的邻信道选择性值；第2)种情况中ACS为火车站的邻信道选择性值；第3)种和第4)种情况中ACS均为气象卫星地球站的邻信道选择性值；

针对第1)种情况和第2)种情况，当气象卫星对地面产生干扰时，接收天线相对于最大增益的俯仰角不同，会影响接收增益的值；具体如下：

G(θ)表示相对于全向天线的增益；θ为相对于最大增益的俯仰角，-90°≤θ≤90°；G₀表示在方位平面中的最大增益；θ₃为在俯仰平面内的3dB射束宽度；n表示计及旁瓣电平高于改善了旁瓣性能的天线所预测的值的参数；

针对第3)种情况和第4)种情况，当考虑火车或火车站对卫星地球站的干扰时，随着偏离轴向的角度卫星的不同，地球站水平方向的天线增益不同，具体计算如下式：

其中，为接收天线的增益；G_max为天线主瓣增益；D为天线直径，λ为波长；为偏离轴向的角度；为第一旁瓣增益；

步骤三、将四种干扰情况两两分组，并分别选择静态干扰门限值和动态干扰评估标准；

四种干扰情况分组具体为：

第1)种和第2)种情况为一组，采用静态干扰门限值；

第3)种和第4)种情况为一组，采用动态干扰评估标准，具体参数为允许的干扰限值I_limit；具体为：I_limit＝N₀(M^q-1),M＞M_min；

N₀为噪声功率谱密度；M为实际链路的门限余量；q为余量损耗因子；M_min为门限余量M的最小值；

步骤四、采用SPM标准传播模型，使用最小二乘法校正四种干扰情况中的传播路径损耗值L_p'；

具体步骤如下：

步骤401、针对某种干扰情况，给定SPM标准传播模型中各个系数的初始值，并计算对应的传播路径损耗值L；

L＝(k₁+k₂×lgf+k₃×lgh_Tseff+k₄×lgd+k₅×lgd×lgh_Tseff+k₆×lgh_Rseff)+(k₇×Diff+C_cluster)

其中，k₁，k₂，k₃，k₄，k₅，k₆和k₇为传播路径损耗中值的系数，f为中心频率值；h_Tseff为该干扰情况中发射天线的有效高度值；d为该干扰情况中发射端和接收端的距离；h_Rseff为该干扰情况中接收天线的有效高度值；Diff为绕射损耗值；C_cluster为该干扰情况总的地物校正因子；k₁，k₂，k₃，k₄，k₅，k₆和k₇共同构成系数矩阵K；

步骤402、根据实测路径损耗矩阵Y的初始值，开始迭代，得到经过k次迭代之后的残差向量δ_k；

Y＝(y₁ y₂...y_m)^T＝AK+BC

C为传播损耗随机变量的系数矩阵；

具体过程如下：

首先，第k-1次的迭代结果为K_k-1和C_k-1，通过AK_k＝Y-BC_k-1和最小二乘法的矩阵求解方法，得到分量系数K_k；

然后，根据BC_k＝Y-AK_k和最小二乘法的矩阵求解方法，得到随机分量系数C_k；

最终，得到经过k次迭代之后的残差向量：δ_k＝Y-BC_k-AK_k；

步骤403、判断残差向量δ_k是否达到收敛，如果是，则校正结束，初始系数得到成功校正；传播路径损耗值L_p'与传播路径损耗值L相同；否则，继续进行迭代，直至达到最大迭代次数，进行新一轮校正；

步骤五、根据校正后的四种干扰情况中的传播路径损耗值L_p'重新计算四种干扰情况中的接收功率P_r'；

步骤六、逐一判断重新计算的每种干扰情况中的接收功率P_r'是否大于静态干扰门限值或动态干扰评估标准；如果是，则说明该干扰情况中存在干扰，否则，不存在干扰。

2.如权利要求1所述的一种450MHz频段卫星气象业务与铁路列调系统的干扰分析方法，其特征在于，所述的步骤二在分析邻频干扰时，采用基于邻信道干扰抑制比的计算公式得到每种干扰情况下的所需隔离度A_addiso：

A_addiso＝P_t+G_t+G_r-L_p-ACIR-I_limit

I_limit为干扰门限值，四种干扰情况根据不同规则来确定；

在同频情况下不考虑ACIR的影响，采用下式计算：A_addiso＝P_t+G_t+G_r-L_p-I_limit；结合传播模型，得出发射端与接收端系统共存所需的空间隔离距离。