[发明专利]一种基于地理信息的中高频通信信道的模拟测试系统

说明书

本发明公开了一种基于地理信息的中高频通信信道的模拟测试系统，包括人机接口模块、地理信息处理器、地波信号模拟处理模块、天波信号模拟处理模块、数字地图、环境噪声生成模块、时间生成器以及模拟信号合成器；根据地波传输路径和天波传输路径分别模拟地波传输信号和天波传输信号，最后将地波模拟信号、天波模拟信号和环境噪声信号进行合成后送至中高频接收机。本发明提供的基于地理信息的中高频通信信道的模拟测试系统，能够降低中高频通信系统和设备的测试成本，快速模拟任意地点一年中各时间段内中高频接收机实际可能接收到的信号，大大提高中高频通信系统和设备的测试速度。

技术领域

本发明涉及一种通信信道的模拟测试系统，尤其涉及一种基于地理信息的中高频通信信道的模拟测试系统。

背景技术

中高频通信是远程通信的重要手段，中频(又称中波，MF)通信主要通过地波进行传输，距离可达数百公里；而高频(又称短波，HF)通信通过天波和地波进行传输，即通过电离层的反射后，把发射信号送到远距离的接收设备，距离可达数千公里。

中高频通信系统传输方式包括天波和地波等传输方式，传输信道是中高频通信系统的重要组成部分，传输信道的特性直接影响着通信的性能。地波，即地表面波沿地球表面传播，其传输的特点是随着地形的变化而变化。天波传播是指电波经高空电离层反射而达到地面接收点的一种传播方式，由于电离层是分层、不均匀、时变的媒介，所以天波信道属于随机变参信道，其会随着一天中日照的变化和一年中季节的变化而变化。此外，接收机所处的地理位置还存在无线电噪声，这种噪声的来源如下：

1)雷电放电的辐射(雷电引起的大气噪声)；

2)电气机械、电气和电子设备、电力传输线路或外燃引擎点火(人类噪声)引起的集合无意辐射；

3)大气气体和水象的发射；

4)天线波束内的地面或其它障碍；

5)天体无线电来源的辐射。

大气噪声是地球大气中自然电力活动(雷暴)的结果，在很长的距离上传播。这种噪音的水平很大程度上取决于一年中的季节，以及一天中的时间以及接收机的地理位置。

由上可见，中高频传输信道具有极高的复杂性和随机性。在中高频通信设备和系统开发过程中，为了测试通信设备的性能，不得不搭建远距离的通信测试系统。发射和接收机距离可达数百甚至数千公里，在实际环境中进行长时间的测试，这不但需要花费大量的人力、物力和财力，而且不能保证完全覆盖到实际应用的信道条件，也不能人为地改变信道参数。

现有的通信系统对信道的仿真测试主要无线信道模拟器，现有的无线信道模拟器可在实验室的条件下模拟几种常用的信道特征，包括路径损耗、阴影衰落、多普勒效应和多径衰落进行模拟，不能适应对中高频通信传输信道仿真测试的要求，主要缺点包括：

1)没有考虑发射机和接收机的地理位置；

2)没有考虑发射机和接收机之间传输路径，以及陆地、湖泊、海洋等不同路径对地波传输的影响；

3)没有考虑天波传输中电离层类型及电离层对信号的影响，以及电离层随时间变化的因素；

4)没有考虑到环境无线电噪声随时间、季节和地理位置变化而变化的因素。

为了解决目前中高频通信信道的模拟测试与实际使用环境存在较大差异，对地波和天波传输信道考虑较少的问题，有必要提供一种基于地理信息的中高频通信信道的模拟测试系统，可用于中高频通信信道的仿真、模拟和信道模拟器开发。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于地理信息的中高频通信信道的模拟测试系统，能够降低中高频通信系统和设备的测试成本，快速模拟任意地点一年中各时间段内中高频接收机实际可能接收到的信号，大大提高中高频通信系统和设备的测试速度。