[发明专利]一种气象卫星Markov时变信道仿真模型的建立方法

摘要

本发明提供了一种气象卫星Markov时变信道仿真模型的建立方法，该方法包括下列步骤一)对北京气象卫星地面站上空的云进行分类统计，给出了晴空、多云和阴雨天气时气象卫星信道三种状态的稳态概率分布和信道状态转移矩阵；二)根据统计的稳态概率分布和信道状态转移矩阵建立气象卫星Markov时变信道仿真模型，通过计算机仿真实验对理论模型和仿真模型的包络概率密度分布和误码率曲线进行了对比，两种曲线符合程度较好，说明所建立的仿真模型可以描述气象卫星时变信道的特性。本发明建立的气象卫星Markov时变信道仿真模型物理意义明确，易于实现，为提高气象卫星通信系统的性能和优化气象卫星通信体制提供了一定的技术基础和依据。

主权项

一种气象卫星Markov时变信道仿真模型的建立方法，其特征在于：包括以下步骤：1)对影响气象卫星通信的主要因素‑云进行分类统计，给出晴空、多云、阴雨天气的稳态概率分布和状态转移矩阵；2)据统计的稳态概率分布和信道状态转移矩阵建立气象卫星Markov时变信道仿真模型，通过计算机仿真实验；3)对比仿真模型与理论模型的接收信号包络概率密度分布曲线和误码率曲线；将天气系统分为n+1个状态，即S0,S1…Sn，则天气系统中可能出现的状态用状态空间S可以表示为S＝(S0,S1…Sn)假设状态转移符合一阶Markov链特性，其状态转移概率矩阵可表示为式中，pij＝P(xt＝Sj|xt‑1＝Si)表示天气系统在t‑1时刻处于Si状态，经过一步转移到第t时刻，天气系统演变为Sj状态的转移概率，t‑1表示比t小一个时间增量的时刻，因此t可看作离散时间序数，若pij只与前后两个时刻的差值相关，而与状态转移发生的时间坐标无关，则具有平稳转移的均匀Markov链；若将天气状态分为S0,S1,S2三种情况时，即分别表示晴空少云、多云和阴雨天气，任意选择某一时刻作为初始时刻，则三种天气状态可能出现的概率相同，即在t时刻，Markov模型在状态Si的概率Πi,t表示为Πi,t=P[Si,t],=[Π0,t,Π1,t,Π2,t]=[0.33,0.33,0.33]]]>随着大气的运动，天气会从一种状态演变到另外一种状态，这种状态的演变具有一定的概率，若状态转移概率矩阵为则t+n时刻的天气状态的概率分布为Πi,t+n＝Πi,tPnPn的含义是：天气状态演变n次的转移概率矩阵。