卫星导航C频段上行信号频率雨衰性能分析

雨衰是影响卫星导航C频段上行信号链路质量的重要因素,根据雨衰及时采取措施可以保障系统运行的稳定性。本文对雨衰产生机理、雨衰模型、雨衰计算以及雨衰影响作了定性和定量的分析,解决了在各种降雨程度下计算不同频点、不同形式的卫星导航信号雨衰的问题,分析结果可用于卫星导航系统的设计和保持系统稳定运行。     

海上云层和降水对船载高频段卫星通信的影响

介绍了海洋云层和降水的特点以及云层和降水对电波吸收的影响;描述了海洋层状雨和对流雨的降雨空间结构状态以及对高频段卫星通信雨衰的影响;分析了高频段卫星通信雨衰原因,指出了电磁波吸收、热噪声和去极化是影响高频段雨衰的重要方面,并针对海上工作环境特点提出了上行功率控制、频率分集、速率分集、自适应调制等抗雨衰方法.     

Ka频段卫星通信典型地区雨衰分析与补偿方法探讨

本文首先介绍了Ka频段卫星通信雨衰产生机理及ITU-R雨衰预测模型。然后重点介绍了103°E在轨Ka卫星在我国各雨域地区（典型城市）的雨衰情况。最后联系以往Ku频段工程实施经验,总结出常用的三种Ka频段卫星通信抗雨衰补偿方法：分集技术中的业务速率分集技术、功率控制技术中的上行链路开环功率控制技术和自适应编码技术中的自适应纠错编码技术。     

雨衰时间序列的混沌识别与预测

针对传统模型在高频段雨衰预测时存在参数计算复杂、实时性差的问题，设计了一种新的非线性动态预测模型.通过混沌识别证明了雨衰时序具备混沌的动力学特性及采用混沌预测方法的可行性.该方法以雨衰前导数据为训练样本建立非线性自适应滤波器，可忽略不同地理区域降雨分布差异性的影响.仿真结果表明，嵌入维数是影响预测精度的最主要因素，在满足嵌入维数为8、重构时延为3 s、采样间隔为1 s条件时预测相对误差可达0.05以下.同时预测的雨衰时间概率分布与ITU-R模型相比有较好的一致性，验证了所提方法具备参数配置简单、可用度高的优点.     

雨衰卫星链路质量的一种优化估计算法

本文提出一种雨衰信道Eb/N0的优化估计算法。利用维持比译码器提供纠错个数的功能可以估计BER，结合一个有效的雨衰预测模型，本算法预测出最优估计时间，以此估计出雨衰信道的Eb/N0值和雨衰值。     

一种自适应编码调制抗雨衰对策的研究

在高频段卫星通信系统中,有效的抗雨衰措施是一个非常重要的研究课题.本文根据国际电信联盟无线电通信部门(ITU-R)的雨衰预测模型,以武汉-134°E星下行链路(20GHz)为例,对自适应编码调制抗雨衰技术进行了研究,给出了该自适应编码调制抗雨衰系统实现框图,并对系统性能进行了仿真.仿真结果表明,与传统的QPSK调制方式相比,该系统年中断时间大大减少,吞吐量明显提高.     

基于Turbo码的自适应Ka频段抗雨衰控制

为了减小雨衰对Ka频段的影响,通过分析Ka频段雨衰和信号频率的关系以及Turbo码在不同天气下的性能,提出了一种自适应的抗雨衰控制方法,并建立了相应的系统模型。根据不同的天气状况自适应地提高码重和控制信号频率,提高了系统在中高信噪比时的抗雨衰能力。仿真结果表明,当误码率为10-4～10-5时,其性能可提高3 dB左右。     

K波段卫星通信雨衰预测问题分析

对于Ku波段卫星来说，雨衰是对通信质量与通信性能产生影响的主要原因。所以，为了提升Ku波段卫星在通信过程中的质量与性能，就需要对雨衰进行有效预测。本文便从雨衰产生、降雨噪音以及去极化现象等方面入手，对雨衰机理进行概述，并分析降低雨衰影响的主要方法。     

毫米波大规模MIMO技术与海上雨衰模型综述

将毫米波大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术应用于海上通信中,可以提供相比传统海上通信更高的传输速率和更多的通信服务。采用基于毫米波大规模MIMO技术的通信基站进行海上通信时,降雨衰减不可忽略。预测性能良好的雨衰预测模型是考虑降雨问题的关键。从降雨衰减预测模型、大规模MIMO技术、毫米波通信、无线电波海上衰减特性四个方面阐述了相关原理与国内外研究现状,分析了上述研究方面与雨衰相结合的技术特点与未来发展趋势,为研究雨衰模型应用于毫米波大规模MIMO海上通信提供了理论参考。     

中继雨衰对载人航天的影响及解决措施

针对中国载人航天任务中遇到的中继卫星雨衰问题,对当前“天链”系列3颗中继卫星Ka频段数传信道的雨衰性能进行定量分析,讨论了中继雨衰对载人航天任务可能造成的影响。依据分析结果,考虑环境条件、客观因素限制和载人航天任务的特点,提出了应对中继雨衰的飞控实施方案和减少雨衰影响的方法,可为后续载人航天任务提供参考。     

基于数值天气预报预测电波雨衰的关键问题分析

随着Ka频段卫星通信产品的推广应用,降雨衰减在卫星通信系统中的影响越来越大。经典雨衰预测方法利用年固定时间百分比降雨率数据计算,在卫星通信系统设计中发挥了重要作用,但并不能用于天气对全网各节点的影响分析。随着气象科技的不断进步,小时降水量预报不断精细,使得在特定通信保障任务中评估预测各节点雨衰值成为可能。在充分介绍了经典雨衰模型ITU-R和数值天气预报的基础上,从降雨率换算、降雨率平均化、雨顶高度判定三个角度出发,提出了构建基于降水预报数据雨衰预报模型的关键问题,并指出了相关改进方法。     

武警卫星通信系统的雨衰估算及分析

由于雨衰是影响卫星通信的重要因素,根据武警部队卫星通信网建设的需要,基于ITU-R制定的雨衰计算模型,选取6个典型城市进行雨衰计算,得到雨衰对Ku波段卫星通信系统的影响,分析得出地星路径仰角越小,海拔越低,降雨率越大,降雨造成的信号衰减越大。     

Ku频段卫星雨衰计算及自动观测系统设计

随着Ku频段卫星通信系统的使用,雨衰对卫星传输链路的影响已经成为卫星通信系统设计与使用过程中的重要影响因素。针对雨衰对Ku频段卫星通信系统可用性的影响,首先对雨衰的产生原因及其对卫星传输链路的影响进行了简要介绍,其次对国际电信联盟推荐的雨衰估算方法进行了分析,最后提出了Ku频段卫星链路传输特性自动观测系统的设计方案。     

基于BP网络的卫星通信雨衰预测模型

电磁波的降雨衰减对卫星通信链路具有很大的影响。在分析基于BP算法的多层前馈网络具有逼近任意连续非线性函数的能力和降雨率与降雨衰减的非线性关系的基础上,提出并建立了基于BP神经网络的卫星通信降雨衰减预测模型,根据某地区的实测数据进行训练和预测,并与ITU-R模型进行了对比。结果显示神经网络模型具有较小的误差,为降雨衰减预测提供了一种更加准确有效的方法。     

地空路径统计雨衰减建模的几个问题

地空路径雨衰减统计特性是卫星通信等地空无线电系统设计和运行评估的关键参数.针对地空路径统计雨衰减的建模研究, 分析了影响模型准确度的几个关键因素, 它们包括雨滴谱分布、雨顶高度、降雨率在水平和垂直路径的不均匀性等.同时比较分析了现有主要模型计算的路径调整因子随仰角的变化、与频率的关系等, 讨论了现有模型的局限性和可能的改进途径.通过上述对比研究, 提出了地空路径雨衰减统计建模向确定性模型方向发展的观点.     

Adjacent Satellite Interference Effects on the Outage Performance of a Dual Polarized Triple Site Diversity Scheme

The design of reliable, modern satellite communication networks, in which both frequency and orbital congestion are increasing, requires modeling of interference effects. The dominant sources of aggravation of nominal interference due to propagation phenomena are assumed to be differential rain attenuation from an adjacent satellite communication network operating at the same frequency and cross polarization due to rain and ice-crystals. A physical methodology to predict the statistics of the carrier-to-noise-plus-total-interference (CNIDR), which has already been applied to single and double-site systems, is extended to include triple-site diversity reception schemes. This method is based on a model of convective raincells model and the lognormal assumption for both the point rainfall statistics and slant path rain attenuation. The statistical properties of spatial inhomogeneity of rain attenuation over six satellite slant paths is firstly here presented. A set of simple, approximate formulas are presented which follow from a regression analysis on the previous theoretical results. The results serve to examine the influence of various parameters upon the total availability performance.     

Ka卫星通信系统中雨衰分析

简单介绍了雨衰的机理,并以我国原邮电部给出的雨衰模型为基础,根据我国10个主要城市的降雨数据和地理位置参数,计算出轨道位置在80°E的通信卫星在上行水平极化/下行垂直线极化的情况下,Ka波段(30/20GHz)的雨衰A0.01,并就雨衰对下行卫星链路G/T值恶化带来的影响进行了分析讨论,给出了相应的计算方法,最后总结了几种抗雨衰措施。     

Proposed Model for Radio Wave Attenuation due to Rain (RWAR)

Radio wave attenuation is primarily caused by the absorption of a radio signals by some atmospheric phenomenon like rain, snow or ice, clouds, dust etc. These losses are more prevalent in the frequency ranges above 10 GHz. Attenuation caused by rain is not only limited to satellite up-link and down-link but it can also affect the point-to-point terrestrial microwave links above 10 GHz. This paper briefly discussed about the work done by researchers at different parts of the world regarding the attenuation caused by the rain for higher frequencies. It then proposes a mathematical model for prediction of radio wave attenuation due to rain. The implementation results of proposed model were also compared with the ITU-R model.

     

Ka频段卫星信道的衰减特性

在Ka及以上高频段卫星通信系统中,其链路信号的衰减很严重,主要是大气、降雨、闪烁对卫星信道的影响。本文主要研究了雨衰和对流层闪烁产生衰减的机理与特性,提出雨衰采用DAH模型,闪烁采用Van de Kamp模型。然后根据实测气象数据,计算我国各参考站点的雨衰和闪烁值。为抗衰减对策的提出提供理论依据,为工程设计提供具体的参考数据。