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。     

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。     

我国典型地区事件需求型雨衰序列的研究

在卫星通信中,随着采用信号的频段越来越高,降雨造成的影响也越来越严重,需要采用自适应衰落削减技术来对抗降雨造成的衰减。衰落削减技术的设计和优化需要在传播信道中降雨衰减特性的基础上进行,针对计算机模拟降雨衰减时间序列进行研究,提出了面向事件需求型模型并进行了仿真验证,最后对我国其他典型地区的雨衰序列进行了仿真。研究结果表明,该雨衰序列合成模型符合实验测试结果。     

Ka 波段卫星通信雨衰问题的研究

介绍了影响雨衰的要素以及常用的雨衰预测模型---IT U-R模型,通过IT U-R雨衰预测模型,以扬州地区为例计算了雨衰大小,并通过M atlab进行仿真,分析了海拔高度、卫星纬度以及信号频率对卫星通信系统的降雨衰减特性的影响。     

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.     

雨衰对多雨区兴建VSAT-Ku系统的影响

在多雨区兴建ＶＳＡＴ—Ｋｕ卫星通信系统,雨衰损耗是影响卫星通信传播的重要因素之一。阐述此类通信系统的雨衰与仰角、天线正交极化、系统噪声的关系,指出降雨对系统有效性的影响,并对在多雨区建立此类系统提出了一般性的建议。     

雨衰对多雨区兴建VSAT—Ku系统的影响

在多雨区兴建ＶＳＡＴ－Ｋｕ卫星通信系统,雨衰损耗是影响卫星通信传播的重要因素之一。阐述此类通信系统的雨衰与仰角、天线正交极化、系统噪声的关系,指出降雨对系统有效性的影响,并对在多雨区建立此类系统提出了一般性的建议。     

基于灰色系统理论的雨衰减短期预报方法研究

雨衰减对10GHz以上频段的无线通信有很大的影响,在使用卫星通信系统时必须采取合理的策略以补偿降雨造成的衰减。为了给星地链路的自适应功率控制技术提供保障,首次将灰色系统理论应用在雨衰减短期预报中,分析给出了选择灰色系统模型和参数的原则。最后选取海口站Ka 频段地空链路的实测数据进行了验证,利用获得的雨衰减数据对未来间隔1s 和5s 的时刻进行预测,结果表明,基于灰色系统的雨衰减预测和实测数据吻合较好。     

Ka频段卫星通信雨衰特性分析与改进措施研究

Ka频段卫星通信中,降雨引起的信号衰减对通信链路的通断起着非常重要的作用。本文详尽分析了Ka频段卫星通信信道的电波传播特性,重点分析了降雨对卫星通信的影响,并提出了Ka频段抗雨衰的各种对策。     

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。     

一种基于WRF模式的雨衰减短期预报方法初探

将气象中应用广泛的数值天气预报模式应用到雨衰减区域短期预报中,基于数值天气预报模式WRF获得未来一段时间降雨强度和雨顶高度的空间分布,结合系统参数如频率、极化角和仰角等,利用电波传播算法获得雨衰减的空间分布.利用实测降雨数据对预报结果进行验证,结果显示:预报雨衰减和实测雨衰减基本符合,特别是二者随时间的变化趋势非常一致.     

雨衰减预测中的降雨率调整因子概念

利用ITUR数据库地面视距链路和地空链路雨衰减数据,分析了传统雨衰减预报中所使用的基于柱状雨胞模型的雨衰减物理模型导出的路径调整因子与实测数据之间的矛盾.在此基础上,基于指数雨胞建立的雨衰减物理模型,通过理论分析导出了降雨率调整因子的概念.利用降雨率调整因子,可以解释实测数据的主要特征,表明：基于指数雨胞的雨衰减物理模型是合理的,利用降雨率调整因子的概念,可为发展新的地面视距链路和地空链路雨衰减预报模式和方法提供理论依据.     

基于进化神经网络的地空路径雨衰减模型

雨衰减对工作在高频的地空通信链路稳定性具有很大影响。本文在考虑多个参数对雨衰减非线性影响的基础上,建立了基于进化神经网络的雨衰模型,并与ITU－R模型进行了比较。结果表明,利用本文提出的模型进行高频电波的预测具有更好的精度,可降低平均误差0.64dB,并减小标准偏差0.79bD,为雨衰减预测提供了一种新的方法。     

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。     

Prediction model of time diversity using Japan rain radar data

The effects of rain attenuation on communication systems will become more pronounced in future satellite communication systems, especially with the planned use of the 21‐GHz band or higher‐frequency bands. Diversity techniques provide a solution to mitigate rain attenuation effects. This study proposes a time diversity technique, one such technique that is likely to demonstrate high effectiveness. To model the system, rainfall rate statistics are necessary, and reliability is improved as the amount of statistical data increases. This paper derives the cumulative distribution of the rainfall rate across Japan over 4 years using rain radar data from the automated meteorological data acquisition system and ground‐based rain radar network and evaluates the rainfall rate at 23 observation points across Japan. We carry out a performance evaluation for all locations within Japan to confirm the efficiency of the time diversity method. Finally, we propose prediction model of the time diversity gain for Japan and other significant parameter which is time correlation of rainfall rate that was found from the time diversity results for further investigation. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

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.     

Noise Temperature Increase Effect on Total Outage Analysis of an Interfered Satellite Link

The ever increasing demand for bandwidth and multimedia services has led to the employment of Ka and V band in modern satellite communication networks. In these frequency bands, rain attenuation is the most dominant fading mechanism deteriorating the performance of the Earth-space links. Moreover, interference due to propagation phenomena increases the outage time of the satellite links and should be taken into account for the reliable design of a satellite communication network. In this paper, a physical propagation model for the prediction of carrier-to-noise plus interference ratio statistics of a broadband satellite link incorporating the receiver noise temperature increase due to rain, is presented The obtained numerical results highlight the significance of the latter effect and investigate the impact of various operational, geometrical and climatic parameters in the total outage analysis. Some simple mathematical formulas for the prediction of the carrier-to-noise plus interference ratio, based on the above theoretical results, are also presented.