无线电电磁环境态势分析系统的仿真与实现

摘要

无线电电磁环境态势分析研究在无线通信领域具有举足轻重的地位。为了高效合理的对无线电频谱资源进行管理和利用，首先应该能够形象准确的描述无线电电磁环境态势。无线电电磁环境态势分析为台站规划管理、链路预算、频率支配、干扰分析等无线电管理工作提供数据支持。
　　电磁环境态势的研究是通过研究电波传输路径损耗模型的方式，对适合选定地区的传播模型进行校正，使其能够较为准确的预测该区域的电波覆盖情况。在不同电磁环境中，根据电波传播特性和无线信道的特点，选择合适的传播模型进行校正与计算，是电磁环境态势分析的前提。本文提出基于接收端的模型校正方法，即在电磁环境实际测试区域内设置若干监测接收点，在发射已知的前提下，根据实际测试数据来校正电波传输路径损耗模型(C.Y.Lee模型)中的修正因子，从而估算覆盖范围内发射未知的指定区域指定频段的电磁态势情况，最后通过实际测试来验证与评估校正后的模型的准确性。
　　本文通过对宏蜂窝传播模型仿真分析的基础上，通过城市密集区、普通城区和郊区三类典型区域的实地测试数据对传播模型进行校正，选择出适合该地区的传播模型并将校正后模型的预测值与实际测试数据进行对比，在确定传播模型的准确性的基础上，设计出电磁环境态势分析系统软件并对其进行整体测试。最后介绍了该系统的应用性与拓展性。本文通过对传输模型的研究、校正与评估，实现了对选定区域的无线电电磁环境态势的仿真。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 论文选题的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究内容

2 无线电电磁环境传播模型

2．1 电磁传播理论基础

2．1．1 电磁波的传播特性

2．1．2 无线环境的特点

2．1．3 自由空间传播的路径损耗

2．2 室外传播模型简介

2．2．1 Okumura-Hata模型及仿真

2．2．2 COST231-Hata模型及仿真

2．2．3 标准传播模型(SPM)

2．2．4 Egli模型

2．2．5 C.Y.LEE宏蜂窝模型

2．3 传播模型的仿真分析

2．3．1 传播模型的仿真分析

2．3．2 传播模型的选取

2．4 本章小结

3 基于接收端的无线传播模型校正

3．1 电磁环境测试数据采集

3．1．1 数据采集设备准备

3．1．2 站点选择及路线确定

3．1．3 站点的架设和数据的采集

3．1．4 数据处理

3．2 传播模型校正原理及流程

3．2．1 传播模型校正原理

3．2．2 传播模型校正流程

3．3 传播模型的调校过程

3．3．1 模型校准的判断准则

3．3．2 模型校准算法描述

3．3．3 模型调校的过程

3．3．4 模型校准结果

3．3．5 参数仿真分析

3．4 本章小结

4 电磁环境态势分析系统的设计与实现

4．1 系统总体架构

4．2 各模块的实现与效果展示

4．2．1 虚拟信号发生

4．2．2 传输模型计算与修正

4．2．3 频谱显示

4．2．4 GIS系统

4．2．5 SPLAT图层优化

4．2．6 数据库管理

4．2．7 系统配置、用户与台站管理

4．3 数据结果分析与系统整体测试

4．3．1 测试系统介绍

4．3．2 实地站点测试

4．3．3 测试结果分析

4．4 本章小结

5 电磁环境态势分析系统的应用拓展

5．1 链路预算

5．1．1 链路预算过程

5．1．2 无线链路性能分析

5．2 频率指配

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

附录 发射天线参数

攻读学位期间的研究成果