ITU-R电波传播模型研究与可视化预测软件设计

发布时间：2020-05-23 00:27

【摘要】：本文通过对ITU-R P.1546和ITU-R P.533传播模型的预测流程和关键算法的研究,将电波传播模型与地理信息系统(GIS)相结合,实现了应用电波传播模型对通信链路或覆盖范围进行场强预测,并能够在GIS平台上对预测值进行可视化的电波传播预测系统软件。主要研究工作如下:(1)对ITU-R P.1546和ITU-R P.533模型建议书进行了深入研究,精简了预测流程,并对两个模型分别提出了传播预测的实现设计。设计过程考虑了系统预测效率,在保证预测精度的同时,尽量降低预测过程的计算量。(2)为获取传播预测中需要的地形数据,本文在百度地图API平台上进行了二次开发,并将百度地图与现在广泛使用的数字高程模型(DEM)相结合,构建成了模型预测实现所需的地理信息系统(GIS)。(3)实现了基于传播模型并融合GIS技术进行场强预测的软件系统。其中以ITUR P.1546模型为基础,实现了预测系统在甚高频VHF和超高频UHF频段的点对点、发射覆盖范围和监测覆盖范围的预测功能。模型预测值在GIS平台上表示成了直接覆盖在地图上的、以渐变颜色标示的覆盖预测图,该预测图可直观展现出地形因素对电波传播的影响。另外,以ITU-R P.533模型为基础,实现了短波天波预测,预测过程分为两步,第一步是对电离层参数的预测,可对某通信链路在指定日期进行全天24小时的电路工作MUF值预测,预测结果将被绘制成MUF随时间变化曲线图;第二步是点对点接收场强的预测,预测结果展示出了通信链路上的每一可能传播模式的详细信息。(4)完成了本文软件的预测测试。ITU-R P.1546模型预测结果较好的反映出了地形起伏对电波传播的影响;ITU-R P.533模型预测结果符合电离层参数变化规律,在与文献结果进行对比时,两者有较好的一致性。本文对电波传播预测系统的低成本高效开发提供了一种新的思路。
【图文】：

曲线图,场强,曲线图,标称

标称参数的共 24 张场强曲线图，其中的标称参数包括如下 6 种[1]：(1) 标称频率（MHz）：100、600、2000。(2) 标称时间概率（%）：1、10、50。(3) 标称发射/基站天线高度（m）：10、20、37.5、75、150、300、600、120(4) 标称传播距离（km）：1、2、3、4、5、6、7、8、9、…1000。(5) 标称海陆特性：陆地、冷海、暖海。(6) 标称接收/移动天线高度（m）：10（海洋或郊区）、20（市区）、30（闹市区曲线依据主要来源于温带平均气候条件下的测量数据：陆地路径数据主要洲和北美地区的温带地区；海洋路径数据主要来源于地中海和北海地区。如示，为 100MHz 频率时陆地路径的 50%时间概率的场强曲线图。其中横坐标离，纵坐标为实验统计的预测场强值，不同曲线代表不同发射/基站天线高便计算机查询计算，国际电联还提供了对应 24 张曲线图的按距离离散化的表，离散后的距离标称值均取整数。如表 2-1 为图 2-2 对应的场强数据表(部分

接收台,发射台,站位,发射功率

现给出复杂地形环境下利用系统中 ITU-R P.1546 模型进行点对点预测的案例。发射站和接收站位置设置如图 3-2 所示。发射台站经纬度坐标为(114.382224，30.534774)，站点海拔 16m，发射天线距地高度 50m，发射功率 1kW,发射功率 1000MHz；接收台站经纬度坐标为(114.471172，30.561205)，站点海拔 58m，接收天线距地高度10m
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN011;TP311.52

【相似文献】