[发明专利]一种针对大气波导的无线通信干扰预测方法

说明书

一种针对大气波导的无线通信干扰预测方法，步骤如下：用统计法计算波导的区域出现概率；建立电磁波被捕获时电磁波波长和发射仰角及波导参数的关系式；基于电磁波被捕获时电磁波波长和发射仰角及波导参数的关系式计算施扰端捕获概率和受扰端被干扰概率；基于各类型波导的区域出现概率、施扰端捕获概率和受扰端被干扰概率，根据加法原理和乘法原理建立波导干扰事件预测模型，根据波导干扰事件预测模型对待预测区域的波导干扰事件发生概率进行预测。本发明方法可以波导干扰事件进行预测，从而能够提前采取对抗手段，提高无线通信的质量。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，尤其涉及一种对大气波导造成的无线通信干扰的预测方法。

背景技术

当大气中一定空间范围内的大气修正折射指数M在垂直方向上的梯度dM/dz＜0或大气折射指数N沿垂直地面方向的梯度dN/dh＜-0.157N单位/m时，该大气层节称为大气波导。大气波导是一种在特殊天气条件下大气折射指数随高度异常减小而形成的特殊大气结构，这种结构使得电磁波在传播过程中向地面弯曲的曲率大于地球曲率，从而可将电磁能量束缚在特殊的大气层节内形成大气波导传播。

根据特殊大气层节形成的高度可以将大气波导分为蒸发波导、表面波导和悬空波导，其中表面波导又分为标准表面波导和有基础层的表面波导。图1a至图1d分别为蒸发波导及其修正大气折射指数的变化图、标准表面波导及其修正大气折射指数的变化图、有基础层的表面波导及其修正大气折射指数的变化图和悬空波导及其修正大气折射指数的变化图。蒸发波导常见于大面积水域上，由于与水相邻的空气湿度接近饱和，相对湿度接近100％，湿度随高度迅速的锐减使大气修正折射指数锐减，该类型波导层通常出现在距离地面几米到几十米的高度范围内。表面波导通常出现在海岸边或者被温暖干燥的陆地环绕的内海区域，这些区域常有强烈的逆温层使得大气折射指数锐减，标准表面波导层一般出现在距离地面200米以内的高度范围内，有基础层的表面波导一般出现在距离地面1000米以内的高度范围内。悬空波导大多是在半永久的高压系统中形成，该类型波导层的高度最高可达6000米。以上四种波导都具有稳定性，随机性和水平垂直跨度广等特点。

在无线通信系统中，当天线采用合适的频率和极化状态，且发射仰角满足一定的条件时，所发射的电磁波会被大气波导捕获。由于电磁波在大气波导内的损耗接近自由空间的损耗，损耗极小，能够实现远距离传播，传播过程中会对其它地区的通信造成干扰。目前我国采用的TD-LTE无线通信系统经常遭到大气波导引起的远距离干扰，导致网络质量下降，严重时会导致手机等通信设备无法接通。根据电磁波在波导中的传播理论可知，高频电磁波更容易被波导捕获，当今无线通信系统中使用电磁波频率越来越大，使得大气波导干扰无线通信的概率增加，为了保障无线通信的质量，解决大气波导对无线通信带来的干扰是亟待解决的重点问题。

由美国海军研究实验室开发研制的耦合的海洋大气中尺度预报系统(CoupledOcean/Atmosphere Mesoscale Prediction System，COAMPS)已经投入业务使用，用于研究预报蒸发波导高度和大气折射环境，但该系统对波导高度和强度描述还不够准确，所以无法很好地借助此系统预测波导干扰通信事件发生的概率。而且，目前我国各大通信运营商在处理波导干扰无线通信事件时，仅是被动地采取措施，不能主动预报波导干扰通信事件，从而在波导对通信造成干扰时不能及时处理，会导致一定时间内通信故障。目前尚无能够预报某地区对另一地区由波导造成的无线通信干扰的研究公开。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以预测大气波导干扰无线通信概率的方法。

为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：

一种针对大气波导的无线通信干扰预测方法，包括以下步骤：

S100、用统计法计算波导的区域出现概率

S200、建立电磁波被捕获时电磁波波长和发射仰角及波导参数的关系式，包括：

施扰端电磁波波长与波导参数的关系式：