專利名稱：一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法
技術領域：
本發明涉及一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，屬于無線通信技術領域。
背景技術：
目前，現有的通信網絡復雜多樣，在戰場或自然災害等特殊環境下，其中超短波電臺網的應用最為廣泛。超短波通信主要靠空間波傳播，具有通信穩定、干擾小、通信設備便于攜帶等優點，并且它的通信距離(約40 50km)比較符合通信節點部署的需求。在進行超短波電臺網絡規劃時，需要根據超短波電臺的大約通信距離預判兩電臺間是否可以連通。超短波電臺在復雜環境不確定因素的影響下，通信范圍會出現很大偏差，通常情況下，憑個人經驗主觀判斷兩點間超短波通信是否連通，存在一定的風險性和盲目性，不利于在復雜環境中快速準確的做出網絡規劃決策。
發明內容
本發明針對以上問題的提出，而研制一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法。本發明采取的技術方案如下:第一步:建立超短波電臺的傳播損耗計算模型；第二步:電波傳播損耗的計算；第三步:建立超短波傳播損耗的求算公式；第四步:采用超短波電臺通信能力覆蓋模型，基于GIS的通信覆蓋范圍遞歸計算方法，求算超短波電臺的具體通信覆蓋范圍。本發明的技術原理:本發明基于GIS的通信覆蓋范圍遞歸計算方法，求算超短波電臺的具體通信覆蓋范圍，較全面的考慮影響超短波傳播的各種影響因素，基于GIS技術，使得通信能力覆蓋模型的建模和求解得以實現，并將通信覆蓋區域在電子地圖上顯現出來。
圖1本發明自由空間超短波通信損耗仿真圖。圖2本發明大氣對通信損耗影響仿真圖。圖3本發明云霧對通信損耗影響仿真圖。圖4本發明單刃峰繞射模型圖。圖5本發明多徑傳播路徑示意圖。圖6本發明基于GIS的通信覆蓋范圍遞歸計算方法的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明。首先，從信號源本身的特性角度考慮，建立超短波電臺的傳播損耗計算模型:
FL (dB) = Pt (dBm) -Pr (dBm) +Gt (dB) +Gr (dB) -Ct (dB) -Cr (dB)⑴式中:FL:電波傳播總損耗，包括自由空間損耗、地理環境損耗、天氣損耗等；Pt:發射功率；Pr:接收設備靈敏度；Gt:發射天線增益；Gr:接收天線增益；Ct:發射饋線損耗；Cr:接收饋線損耗。通信能力的覆蓋范圍或傳輸距離受多種因素的影響，包括信號源本身特性(如發射功率、接收設備靈敏度、天線的增益、饋線損耗等)、自由空間損耗、地理環境損耗(如地形因素的影響)、大氣損耗(天氣等的衰減)、多徑損耗(建筑物、樹木和墻壁的遮擋)的影響。電波傳播總損耗主要考慮自由空間傳播損耗、天氣環境損耗、地理環境損耗、多徑損耗。通過本模型，可計算超短波電臺通信可允許的理論最大損耗。第二，電波傳播損耗的計算。(I)自由空間傳播損耗的計算。電波在自由空間傳播時，無線通信損耗的計算公式為:
權利要求
1.一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，其特征在于: 第一步:建立超短波電臺的傳播損耗計算模型: 第二步:電波傳播損耗的計算； 第三步:建立超短波傳播損耗的求算公式； 第四步:采用超短波電臺通信能力覆蓋模型； 所述第一步的超短波電臺的傳播損耗計算模型如下: FL (dB) = Pt (dBm) -Pr (dBm) +Gt (dB) +Gr (dB) -Ct (dB) -Cr (dB), 式中:FL:電波傳播總損耗，其包括自由空間損耗、地理環境損耗、天氣損耗；Pt:發射功率；Pr:接收設備靈敏度；Gt:發射天線增益；Gr:接收天線增益；Ct:發射饋線損耗；Cr:接收饋線損耗。
所述第四步采用超短波電臺通信能力覆蓋模型，基于GIS的通信覆蓋范圍遞歸計算方法求算超短波電臺的具體通信覆蓋范圍。
2.根據權利要求1所述的一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，其特征在于: 基于GIS的通信覆蓋范圍遞歸計算方法如下: ①分析地形數據文件，以超短波電臺作為發射點為圓心，根據計算精度將角度進行劃分，生成目標角度集， ②選取某一目標角度，在此方向上將預測區域劃分成若干等距目標段，在每一目標段的起點、終點及目標段內每隔一定距離取地形的高程數據，選取目標段內高程值最大的點與起點終點，建立單刃峰繞射模型， ③向該目標角度遞加目標段數據，記錄目標段的起點坐標、終點坐標，計算該目標段的損耗值， ④經計算并累加傳播損耗， ⑤采用二分法，在最后一個目標段內根據計算精度查找目標點，停止計算，此時發射點和目標點之間距離即為此方向上的最大通信距離，記錄目標點的地理坐標， ⑥依次對目標角度集的其他目標角度調用此算法，得到若干個目標點坐標，在地圖上將得到的點依次連接形成的閉合區域，即最終得到的超短波電臺的通信覆蓋范圍。
3.根據權利要求2所述的一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，其特征在于:在建立單刃峰繞射模型中若繞射參數V > -0.78，則此目標段損耗值用繞射損耗計算模型計算。
4.根據權利要求2所述的一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，其特征在于:在建立單刃峰繞射模型中若繞射參數V < -0.78，取此段目標段的植被數據判斷若是森林則此同時目標段計入自由空間損耗和多徑損耗的距離；取此段目標段的植被數據判斷若不是森林此目標段只計入自由空間損耗的距離。
5.根據權利要求2所述的一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，其特征在于:經計算并累加傳播損耗小于兩點間通信的理論最大損耗采用向該目標角度遞加目標段數據，記錄目標段的起點坐標、終點坐標，計算該目標段的損耗值。
6.根據權利要求2所述的一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，其特征在于:經計算并累加傳播損耗大于兩點間通信的理論最大損耗采用二分法。
全文摘要
本發明公開了一種超短波電臺電波覆蓋范圍的計算方法，屬于無線通信技術領域。本發明的第一步建立超短波電臺的傳播損耗計算模型；第二步電波傳播損耗的計算；第三步建立超短波傳播損耗的求算公式；第四步采用超短波電臺通信能力覆蓋模型，基于GIS的通信覆蓋范圍遞歸計算方法，求算超短波電臺的具體通信覆蓋范圍。
文檔編號H04W24/06GK103167547SQ201310080700
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者陳波, 董磊, 邱少明, 潘成勝, 杜秀麗, 胡寧玉 申請人:大連大學