[发明专利]海上无线通信动态多径信道模型及构建方法

权利要求书

1.一种应用海上无线通信动态多径信道模型的无线通信系统，其特征在于，所述应用海上无线通信动态多径信道模型的无线通信系统的海上无线通信动态多径信道模型，信道响应计算公式为：

h(t)＝h_3-ray(t)·(h_c(t)+jh_s(t))；

其中，h_3-ray(t)＝E_LOSδ(t)+E_coh(t)δ(t-t_coh)+E_inc(t)δ(t-t_inc)；

其中，

其中，E_LOS(t)表示直视路径上接收端处的场强；E_coh(t)表示镜面反射路径上接收端处的场强；E_inc(t)表示漫反射路径上接收端处的场强；

ω_m表示最大的多普勒角频率，M＝N/4代表了低频振子的数量；

海浪高度预测模型，海浪高度h服从均值为0，方差为的高斯分布，概率密度函数为：

利用Matlab程序，调用rayleighchan函数和filter函数，输出数据的实部和虚部分别作为对应时刻下发送端和接收端处的海浪高度；

计算有效天线高度，发端天线高度为l_TX，收端天线高度为l_RX，同一时刻t₀下发端的海浪高度为h_TX(t₀)，收端的海浪高度为h_RX(t₀)，天线为全向天线，t₀时刻对应的发端有效天线高度为：

l_TXe＝l_TX+h_TX(t₀)；

收端有效天线高度为：

l_RXe＝l_RX+h_RX(t₀)；

计算直视路径上接收端处的场强大小，计算公式为：

其中，|E_LOS|表示直视路径上接收端处的场强模值，φ_LOS表示直视路径上接收端处的场强的相位，P_t为发射功率，G_t,LOS和G_r,LOS为直视路径方向上发送端和接收端的天线增益，d_LOS为直视路径距离，λ为波长；

计算镜面反射路径上接收端处的场强大小计算公式为：

其中，|E_coh|表示镜面反射路径上接收端处的场强模值，φ_coh表示镜面反射路径上接收端处的场强的相位，G_t,coh和G_r,coh为镜面反射路径方向上发送端和接收端的天线增益，d_TX,coh(t)为当前时刻下镜面反射点到发端的距离，d_RX,coh(t)为当前时刻下镜面反射点到收端的距离，S为阴影因子，计算公式为：

Θ_i为入射角，Θ_r为反射角，β₀为海面表面坡度的标准差；

Γ_rough为粗糙表面反射系数，计算公式为：

其中，Γ为菲涅尔反射系数，计算公式为：

Θ_t为折射角，η₁和η₂为空气和海水的折射率，因子ρ_s定义为：

根据直视路径距离和有效天线高度计算镜面反射点处的入射角和反射角的大小以及反射点到发端和收端的距离，得到反射路径上接收端处的场强大小；

计算漫反射路径上接收端处的场强大小计算公式为：

其中，|E_inc|表示漫反射路径上接收端处的场强模值，φ_inc表示漫反射路径上接收端处的场强的相位，A_tile表示漫反射区域小块面积，G_t，inc，n和G_r，inc，n为漫反射路径方向上发送端和接收端的天线增益，d_TX,n(t)为当前时刻下漫反射点到发端的距离，d_RX,n(t)为当前时刻下漫反射点到收端的距离，φ_R为满足[0,2π)均匀分布的随机变量，σ_0,n表示每个区域小块对应的散射系数，计算公式为：

计算镜面反射路径上的时延，公式为：

计算漫反射路径上的时延计算公式为：