[发明专利]一种基于多因素影响建模的超短波通信系统效能评估方法

摘要

本发明属于通信系统评估领域，尤其涉及超短波通信系统效能评估方法的研究。本发明的目的在于提供一种基于多因素影响建模的超短波通信系统效能评估方法，以超短波通信系统为例，在充分认知系统基础之上，对系统在各类应用背景下的效能评估方法展开研究，包括通信覆盖能力、组网能力、链路传输能力和抗干扰能力，以保证通信系统的有效性，为通信系统优化和完善提供可靠的理论指导。

主权项

一种基于多因素影响建模的超短波通信系统效能评估方法，具体步骤如下：S1、通过对超短波通信系统工作原理与效能影响机理的研究，将通信过程中各环节对系统的影响等效折算为信噪比的增大或减小，并以此为基础对通信系统各模块进行数学建模，具体步骤如下：S11、用编码增益的近似界来等效信道编码对系统误码性能的改善，即γ(dB)＝10log10Rdmin，其中，R为编码效率，dmin为码间最小距离；S12、用扩频增益来描述扩展频谱技术对系统抗干扰性能的改善，即，Gp(dB)＝10lg(2N‑1)，其中，N为为扩频码的级数；S13、用天线增益表示收发端天线对信号的增强或减弱。式中，为天线效率，为天线的方向图函数，即，其中，ηA为天线效率，f为天线的方向图函数，S14、通过建立噪声的数学模型来计算噪声功率，即，N(dB)＝10lgkTB+F+G，其中，T为等效噪声温度，B为接收机带宽，F为噪声系数，G为低噪放增益，k为玻尔兹曼常数；S15、通过建立相应的损耗模型来描述信号在不同传播环境下的传输损耗，即，自由空间模型PL(dB)＝32.44+20lgd+20lgf，反射模PL(dB)＝40lgd‑20lght‑20lghr，散射模型PL(dB)＝M+30lgf+10lgd+30lgθ+N(H,h)+Lc，其中，d为传输距离，f为信号频率，ht,hr为收发天线高度，θ为散射角，M,N,Lc为与气候相关的环境参数；S16、通过算法仿真和数据拟合，建立同步和信道均衡的模型；S2、根据通信系统的实际工作环境和使用需求，推导并建立信号在不同调制方式、不同信道环境下的错误判决概率，得到以信噪比为主变量的系统误码率计算公式，具体为：利用公式计算积分，得到系统误码率，其中，Pe(γb)为不同调制方式下的错误判决概率，p(γb)为不同衰落服从的概率密度函数，衰落主要包括如下几种类型：瑞利衰落莱斯衰落C.Loo衰落频率选择性衰落；S3、完善系统的效能评估模型，即，根据评估类型，拟定评估变量，将评估变量与信噪比进行关联，得到以评估变量为主变量的系统误码率的数学表达式，并根据系统误码率阈值来约束变量区间，得到评估结果，数学模型为Pe＝f{X,a1,a2…}，其中，Pe为系统误码率，X为评估主变量，a1,a2…为影响通信系统信噪比的其他因素，f为将多因素整合关联并计算误码率的函数。