通信連通性的新應(yīng)用技巧有哪些模式呢?什么樣的通信科技是現(xiàn)在發(fā)展所需要的呢?應(yīng)該如何去加強(qiáng)通信科技的新目標(biāo)。本文主要從通信連通性模塊關(guān)鍵模型和通信仿真結(jié)果與分析等各個(gè)方面做了相應(yīng)的介紹。本文選自：《廣東通信技術(shù)》，《廣東通信技術(shù)》是廣東省唯一的國(guó)內(nèi)外公開發(fā)行的綜合性通信技術(shù)刊物，多次榮獲原郵電部、廣東省優(yōu)秀科技期刊獎(jiǎng)。《廣東通信技術(shù)》主要反映廣東通信建設(shè)的最新成就和國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的通信技術(shù)。主要內(nèi)容包括：通信理論和實(shí)用研究方面的論文，國(guó)內(nèi)外最新理論和技術(shù)進(jìn)展的評(píng)價(jià)及其應(yīng)用情況;通信設(shè)備及元部件的研制和科學(xué)管理企業(yè)等方面的科研成果和技術(shù)報(bào)告;挖潛、革新、改造等維護(hù)方面的經(jīng)驗(yàn)。《廣東通信技術(shù)》主管單位：廣東省電信有限公司廣東分公司，主辦單位：廣東省通信學(xué)會(huì);廣東省電信情報(bào)中心站，國(guó)內(nèi)統(tǒng)一刊號(hào)：44-1221/TN，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)刊號(hào)：1006-6403

　　摘要：假設(shè)通信接收機(jī)在仿真中一直處于干擾機(jī)的波束之內(nèi),干擾天線在通信接收機(jī)方向上的增益為10dB。簡(jiǎn)化考慮,路徑損耗用自由空間路徑損耗模型計(jì)算。在0至100多秒內(nèi),通信接收機(jī)載機(jī)一直在通信發(fā)射機(jī)天線波束的前方,但還未飛到波束視野范圍內(nèi);隨著仿真的進(jìn)行,載機(jī)進(jìn)入波束視野范圍,到130多秒飛出(縱軸值為1的區(qū)間)。從圖11(b)中可看出,通信接收機(jī)處于發(fā)射機(jī)天線視野范圍內(nèi)的這段時(shí)間,鏈路連通,這段時(shí)間內(nèi)接收信號(hào)功率達(dá)到接收機(jī)最小可接收信號(hào)功率,且信干比超過接收機(jī)門限。以上仿真結(jié)果與理論值吻合較好,說明建模方法和模型是正確、有效的。

　　關(guān)鍵詞：通信連通性,建模法,通信科技

　　Abstract: assuming that communication receiver has been at the beam of jammer in the simulation, on the direction of interference in communication receiver antenna gain of 10 db. Simplicity, path loss calculation using the free space path loss model. From 0 to 100 seconds, communication receives the airborne machine has been in the front of the communications transmitter antenna beam, but hasn't fly to beam within the scope of view; As the simulation progresses, the aircraft into the visual field of the beam, fly out to more than 130 seconds (vertical axis value interval of 1). As you can see in figure 11 (b), communication receiver in the transmitter antenna view within the scope of this period of time, link connected, this time receiving signal power to achieve the minimum power can be received signal receiver, and do more than receiver threshold. The above simulation results are in good agreement with the theoretical value, the modeling method and the model is correct and effective.

　　Keywords: TongXinLian connectivity, modeling method, communication technology

　　通信連通性模塊關(guān)鍵模型

　　網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)單個(gè)平臺(tái)來說,其通信發(fā)射和接收功能由給定通信網(wǎng)絡(luò)中的單個(gè)通信設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)可分解成鏈路和節(jié)點(diǎn),每個(gè)鏈路是一個(gè)發(fā)射機(jī)-接收機(jī)的配對(duì),發(fā)射機(jī)和接收機(jī)構(gòu)成節(jié)點(diǎn),仿真中針對(duì)每個(gè)鏈路分析其連通性。網(wǎng)絡(luò)類型包括陸線(電纜)、單工、雙工、廣播、N-to-N(充分互連的網(wǎng)狀網(wǎng))。其中,陸線(電纜)網(wǎng)絡(luò)允許同步雙向通信;單工網(wǎng)絡(luò)允許從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)的單向消息傳輸;雙工網(wǎng)絡(luò)允許同步雙向消息傳輸,組成網(wǎng)絡(luò)的兩條路徑的連通性都要分別進(jìn)行計(jì)算,這樣可能出現(xiàn)的情況是只有其中一條通信鏈路是連通的,或者都連通,或者都不連通;廣播網(wǎng)絡(luò)允許從發(fā)射機(jī)到網(wǎng)絡(luò)中的其它接收機(jī)的單向消息傳輸;N-to-N型網(wǎng)絡(luò)允許從網(wǎng)絡(luò)中任一通信成員到所有其它成員的廣播消息的傳輸,在連通性計(jì)算中,這類網(wǎng)絡(luò)被視為包含n(n-1)條路徑。以上各類網(wǎng)絡(luò),在仿真處理中,除了陸線(電纜)都需要計(jì)算路徑損耗。路徑損耗計(jì)算模型對(duì)于每對(duì)發(fā)射機(jī)、接收機(jī)以及每對(duì)干擾機(jī)、接收機(jī),傳播路徑的損耗用自由空間路徑損耗模型和SEKE(SphericalEarth/Knife-Edge)路徑損耗模型[5]來計(jì)算。路徑損耗的計(jì)算是連通性確定中耗費(fèi)計(jì)算量最大的部分之一,只有當(dāng)設(shè)備平臺(tái)的移動(dòng)改變了傳播路徑才對(duì)其重新計(jì)算。自由空間路徑損耗模型自由空間路徑損耗可由下式計(jì)算[6](式略)(1)其中,L為路徑損耗,單位為dB;R為傳播路徑長(zhǎng)度,單位為m;f為發(fā)射機(jī)頻率,單位為MHz。模型適用于當(dāng)通信發(fā)射機(jī)到接收機(jī)或從干擾機(jī)到接收機(jī)的視線存在的情況下。判斷視線的存在,要用到有效地球半徑(4/3地球半徑),和數(shù)字地形高程數(shù)據(jù)(DTED,DigitalTerrainElevationData)。當(dāng)SEKE模型應(yīng)用于計(jì)算路徑損耗時(shí),計(jì)算結(jié)果要加上自由空間的路徑損耗。SEKE路徑損耗模型SEKE模型用于計(jì)算不規(guī)則地形上的低海拔電波傳播損耗,包含多路徑(multipath)、刀鋒衍射(knife-edgediffraction)、光滑地球衍射(sphericalearthdiffraction)損耗等。模型中運(yùn)用DTED對(duì)不規(guī)則地形進(jìn)行建模,適用的頻率范圍從VHF波段到X波段[5]。模型基于如下假設(shè):任意路徑上的傳播損耗能夠近似的用多路徑、刀鋒衍射、光滑地球衍射損耗中的一種來單獨(dú)表示,也可以是這些基本損耗組合的加權(quán)平均。每種基本損耗的計(jì)算都有相應(yīng)的算法,算法的選擇基于傳播路徑的地形高程數(shù)據(jù)、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)的高度及其間距、發(fā)射機(jī)的頻率等。模型中對(duì)算法的選擇主要有兩次決策:第一個(gè)決策判斷使用多路徑或衍射算法;若判斷使用衍射算法,則第二個(gè)判斷將選擇使用刀鋒衍射或光滑地球衍射算法。模型首先定位DTED地圖數(shù)據(jù)的地形剖面的最高遮擋點(diǎn)或最小間隙點(diǎn)M,M為發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的連線與地形剖面輪廓之間距離最小的點(diǎn)。用來表示這個(gè)最小間隙,發(fā)射機(jī)與M點(diǎn)之間的地面距離為(式略)

　　通過戰(zhàn)情中的網(wǎng)絡(luò)定義,確定各個(gè)通信發(fā)射機(jī)和接收機(jī)構(gòu)成的鏈路,在接下來每一個(gè)仿真步長(zhǎng)中,通信連通性模塊接收飛行處理模塊的位置數(shù)據(jù)和C3I模塊的控制數(shù)據(jù),對(duì)鏈路連通性進(jìn)行計(jì)算,完成所有鏈路連通性的更新后,將連通性數(shù)據(jù)發(fā)送到C3I模塊。連通性以數(shù)值1或0表示,“1”表示消息能被完整的傳送,“0”則表示沒有任何消息能被傳送。連通性受網(wǎng)絡(luò)特性、通信設(shè)備特性、設(shè)備位置、地形、干擾等諸因素的影響。通信鏈路連通必須滿足以下兩個(gè)條件:接收機(jī)信號(hào)功率必須大于等于用戶定義的最小可探測(cè)信號(hào)功率;信噪比(信干比)必須大于等于用戶定義的信噪比門限值。

　　仿真結(jié)果與分析

　　利用matlab軟件,以1部干擾機(jī)干擾一條通信鏈路(1部通信發(fā)射機(jī)和1部通信接收機(jī))為例進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。(1)戰(zhàn)情1,重點(diǎn)考慮干擾因素仿真時(shí)間為100s,通信發(fā)射機(jī)在地面,位置保持不變,通信接收機(jī)在飛機(jī)上,位置不斷變化,在100s仿真時(shí)間中發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離從80km均勻遞減到30km,為便于計(jì)算,假設(shè)干擾機(jī)和通信接收機(jī)的距離保持在400km。通信發(fā)射機(jī)功率為500W,工作中心頻率為225MHz,接收機(jī)工作中心頻率為225MHz,帶寬為60kHz。干擾功率為2kW,干擾中心頻率為225MHz,干擾帶寬為60kHz,干擾信號(hào)的極化損耗設(shè)為3dB,從第75s開始,增大干擾功率為8kW,直至仿真結(jié)束。接收機(jī)信干比門限為13dB,接收機(jī)最小可接收信號(hào)功率為-100dBm。假設(shè)通信接收機(jī)和發(fā)射機(jī)均使用各向同性的鞭狀天線,通信接收機(jī)一直在通信發(fā)射機(jī)的天線波束之內(nèi)。假設(shè)通信接收機(jī)在仿真中一直處于干擾機(jī)的波束之內(nèi),干擾天線在通信接收機(jī)方向上的增益為10dB。簡(jiǎn)化考慮,路徑損耗用自由空間路徑損耗模型計(jì)算。無干擾情況的仿真結(jié)果。決定連通性的只是接收機(jī)最小可接收信號(hào)功率(不考慮熱噪聲),隨著仿真的進(jìn)行,通信發(fā)射機(jī)離接收機(jī)越來越近,信號(hào)路徑損耗越來越小,接收的信號(hào)功率漸大,超過最小可接收信號(hào)功率后,鏈路連通。這些在圖9(a)、9(b)中均能反映出來。圖10是有干擾情況的仿真結(jié)果。從圖10(a)中可以看出,隨著仿真的進(jìn)行,信干比不斷升高,這是因?yàn)橥ㄐ虐l(fā)射機(jī)離接收機(jī)越來越近,接收信號(hào)損耗漸小,接收機(jī)接收的信號(hào)功率漸大,而干擾路徑損耗和接收機(jī)接收的干擾功率保持不變;當(dāng)接收信號(hào)功率達(dá)到接收機(jī)最小可接收信號(hào)功率,且信干比超過接收機(jī)門限,鏈路連通,圖10(b)中仿真時(shí)間接近54s時(shí),鏈路開始連通。由于75s時(shí)干擾功率調(diào)高,導(dǎo)致信干比突然下降,鏈路斷開;但由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的距離仍在不斷減小,信干比仍保持上升的趨勢(shì),當(dāng)信干比再次超過接收機(jī)門限時(shí),鏈路重又開始連通,這在圖10(a)、10(b)中均能反映出來。(2)戰(zhàn)情2,重點(diǎn)考慮天線方向圖因素仿真時(shí)間為200s,通信發(fā)射機(jī)在地面,位置保持不變,在大地坐標(biāo)系中的經(jīng)緯高為(120,26,0)(經(jīng)、緯度單位為度,高度單位為m),其天線水平指向角為90度(以正北為基準(zhǔn),順時(shí)針為正),垂直指向角為60度(以EN平面為基準(zhǔn),向上為正),通信接收機(jī)在飛機(jī)上,在以發(fā)射機(jī)為原點(diǎn)的ENU坐標(biāo)系中,飛機(jī)從正東方向40km處飛來,高度保持不變?yōu)?km,速度為300m/s。為便于計(jì)算,假設(shè)干擾機(jī)和通信發(fā)射機(jī)處于同一位置。通信發(fā)射機(jī)使用八木天線[11],方位波束寬度為60度,俯仰波束寬度為80度,則通信發(fā)射機(jī)天線具有橢圓波束方向圖。通信發(fā)射機(jī)功率為500W,工作中心頻率為225MHz,接收機(jī)工作中心頻率為225MHz,帶寬為60kHz。干擾功率為2kW,干擾中心頻率為225Mhz,干擾帶寬為60kHz,干擾信號(hào)的極化損耗設(shè)為3dB。接收機(jī)信干比門限為13dB,接收機(jī)最小可接收信號(hào)功率為-100dBm。