面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法技术

本发明专利技术公开了面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，涉及月球无线信道建模领域，利用射线追踪法，面向月球表面不同的典型场景，建立不同的电磁波射线传播模型，并在陨石坑场景时，给出陨石坑深度和宽度与建议射线数目之间的关系；同时在面向月球表面漂浮带电粒子的场景，分别建立传播损耗模型；针对月面漂浮带电月尘的场景，建立粒子散射吸收模型，给出衰减系数与电磁波频率、月尘粒子带电量以及能见度的关系；针对月面漂浮太阳风带电粒子的场景，建立信道模型，根据太阳闪烁因子的大小，将信道模型分为Rayleigh信道模型或者Gaussian信道模型；给出了较为完备的月球表面无线信道建模方法。无线信道建模方法。无线信道建模方法。

【技术实现步骤摘要】
面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法


[0001]本专利技术涉及月球无线信道建模领域，具体涉及面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法。

技术介绍

[0002]本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，并且可能不构成现有技术。
[0003]月球作为地球最大的天然卫星，因其独特的位置和资源(例如：可开采的钛金属和氦
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3等)，往往作为各个国家太空战略的第一步，而如何在月球表面保证有效的通信是各国探月工程中至关重要的一环；近年来，很多学者投身关于月球表面无线信道建模方法的研究，并且已经有了众多成熟的研究成果和针对各种典型场景的建模方法；然而，针对月球表面复杂的电磁波传播环境，如何形成完备面对月球表面多场景的无线信道建模方法亟待进一步研究。
[0004]目前，在月球表面无线信道建模中，研究主要关注的是地形地貌对于月球表面电磁波传播影响的问题，针对月球表面某一种或者两种典型场景例如(障碍物场景和绕射场景)，参考地面无线信道建模的方法，并加入月球表面典型地形参数，建立月球表面电磁波传播模型，但只考虑了地形地貌影响，没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，包括：步骤S1：将月球表面电磁波的传播场景分为多个典型场景；步骤S2：针对月球表面电磁波传播的不同典型场景，分别建立电磁波传播损耗模型；步骤S3：判断目标所处月球表面的具体典型场景，依据对应的电磁波传播损耗模型计算传播系数。2.根据权利要求1所述的面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：根据月球表面地形地貌不同，将月球表面电磁波的传播场景分为：近月球表面自由空间场景、月球表面月海场景、月球表面多障碍物场景、月球表面陨石坑场景；根据月球表面存在的带电粒子不同，将月球表面电磁波的传播场景分为：月球表面漂浮带电月尘粒子场景和月球表面漂浮太阳风粒子场景。3.根据权利要求2所述的面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：面向近月球表面自由空间场景建立电磁波传播损耗模型；利用射线追踪法面向月球表面月海场景建立电磁波传播损耗模型；面向月球表面多障碍物场景建立电磁波传播绕射损耗模型；利用射线追踪法面向月球表面陨石坑场景建立电磁波传播损耗模型；针对月球表面漂浮带电月尘粒子场景建立电磁波传播损耗模型；针对月球表面漂浮太阳风粒子场景建立电磁波传播损耗模型。4.根据权利要求3所述的面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，面向近月球表面自由空间场景建立的电磁波传播损耗模型，包括：P
r
＝20lg(d)+20lg(f)+32.44其中：d为接收发机间的距离；f为电磁波频率。5.根据权利要求4所述的面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，利用射线追踪法面向月球表面月海场景建立的电磁波传播损耗模型，包括：采用两射线模型建模电磁波传播损耗；接受天线上收到的信号可以通过将直射波和反射波矢量叠加得到，反射信号的大小和相位由路径长度差和地面反射系数决定，因此得到预测点场强计算公式以及传播过程中的月表反射损耗计算公式：月表反射损耗计算公式：其中：R0是月海表面反射系数；
h
t
为发射机高度；h
r
为接收机高度；λ为电磁波波长。6.根据权利要求5所述的面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，面向月球表面多障碍物场景建立的电磁波传播绕射损耗模型，包括：将障碍物当做绕射刃形的边缘来估计损耗，即将障碍物看做是刀刃形障碍物；将刀刃形障碍物考虑为无限吸收屏绕射理论模型，理论上单个刀刃形障碍物绕射损耗为：为：其中：r0为刀刃形障碍物顶端圆弧的曲率半径；d
T
为发射机顶端到刀刃形障碍物尖端的距离；d
R
为接收机顶端到刀刃形障碍物尖端的距离；λ为电磁波波长；h为刀刃形障碍物的高度。7.根据权利要求3所述的面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，利用射线追踪法面向月球表面陨石坑场景建立的电磁波传播损耗模型，包括：在月球表面陨石坑场景下建模时，采用射线追踪法分析场强和损耗，以此选用最合适的建模射线数目；在月球表面陨石坑场景下电磁波传播过程中的月表反射损耗计算公式与在月球表面月海场景时的一致；仿真时运用射线追踪法，确定可以把能量从发射端传输到接收端的所有射线，计算出自由空间和有限发射系数引起的损耗，从而给出多径分量的参数。8.根据权利要求7所述的面向月球表面多场景通信的无线信道建模方法，其特征在于，针对月球表面漂浮带电月尘粒子场景建立电磁波传播损耗模型，包括：利用常规散射理论来描述带电月尘粒子对电磁波衰减的宏观影响，并结合月...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛敏，全家乐，刘俊宇，史琰，李建东，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：