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基于电离层色散的短波信道多径特性分析

吴永宏 王程林 任渊博 周福厚

吴永宏, 王程林, 任渊博, 周福厚. 基于电离层色散的短波信道多径特性分析[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(8): 2006-2012. doi: 10.11999/JEIT190384
引用本文: 吴永宏, 王程林, 任渊博, 周福厚. 基于电离层色散的短波信道多径特性分析[J]. 电子与信息学报, 2020, 42(8): 2006-2012. doi: 10.11999/JEIT190384
Yonghong WU, Chenglin WANG, Yuanbo REN, Fuhou ZHOU. High Frequency Channel Multipath Analysis Based on Ionosphere Dispersion[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2020, 42(8): 2006-2012. doi: 10.11999/JEIT190384
Citation: Yonghong WU, Chenglin WANG, Yuanbo REN, Fuhou ZHOU. High Frequency Channel Multipath Analysis Based on Ionosphere Dispersion[J]. Journal of Electronics and Information Technology, 2020, 42(8): 2006-2012. doi: 10.11999/JEIT190384

基于电离层色散的短波信道多径特性分析

doi: 10.11999/JEIT190384
基金项目: 山东省支持青岛海洋科学与技术试点国家实验室重大科技专项(2018SDKJ0210)
详细信息
    作者简介:

    吴永宏:男,1974年生,高级工程师,主要研究方向为短波通信、网络规划和信号处理等

    王程林:男,1985年生,工程师,主要研究方向为短波通信及嵌入式软件开发

    任渊博:女,1980年生,工程师,主要研究方向为短波通信及嵌入式软件开发

    周福厚:男,1972年生,工程师,主要研究方向为无线通信及信息系统总体设计

    通讯作者:

    吴永宏 wyh7426@sina.com

  • 中图分类号: TN92

High Frequency Channel Multipath Analysis Based on Ionosphere Dispersion

Funds: The Marine S&T Fund of Shandong Province for Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology (Qingdao) (2018SDKJ0210)
  • 摘要: 短波链路不同传播模式的多径时延通常为0.5~2.0 ms,该文研究同一传播模式的多径时延,在考虑地磁场影响的情况下,将电离层短波传播的折射指数和射线追踪结合起来,给出了数值迭代算法,实现了用数值方法来描述电离层色散引起的多径时延,并进行了数值仿真,得出短波宽带通信的模拟带宽应为48 kHz。
  • 图  1  北美大陆天波链路(8 km)实测数据得到的散射函数

    表  1  青岛-许昌链路多径时延实测结果

    序号1234567891011121314
    多径时延(µs)55113082281931315322301040
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    表  2  北美大陆天波链路(80 km)路径时延和多径时延仿真结果

    频率(MHz)3.53.84.14.44.75.0
    寻常波时延(ms)1.2281.3121.8751.9162.0002.144
    非寻常波时延(ms)1.5441.5401.6241.8682.1802.308
    多径时延(µs)31622825148180164
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    表  3  青岛-许昌链路路径时延和多径时延仿真结果

    频率(MHz)6.57.07.58.08.59.0
    寻常波时延(ms)2.7602.9122.9282.9963.1683.480
    非寻常波时延(ms)2.5163.0523.0002.9282.9603.164
    多径时延(µs)2441407268208316
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    表  4  青岛-北京链路5点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)4.04.55.05.56.0
    寻常波时延(ms)2.2922.2802.3722.5602.764
    非寻常波时延(ms)2.2642.3042.3522.4082.488
    多径时延(µs)282420152276
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    表  5  青岛-北京链路13点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)6.06.57.07.58.08.59.0
    寻常波时延(ms)2.5722.4642.4082.4842.5202.6282.944
    非寻常波时延(ms)2.7762.5122.4522.4402.3362.4842.644
    多径时延(µs)204484440184144300
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    表  6  青岛-北京链路21点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)4.55.05.56.06.57.07.58.0
    寻常波时延(ms)2.3082.3042.3562.4082.4482.7642.6882.900
    非寻常波时延(ms)2.2762.3082.3402.3202.3962.4722.5522.720
    多径时延(µs)32416885229213618
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    表  7  青岛-上海链路5点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)4.04.55.05.56.0
    寻常波时延(ms)2.4402.4962.7042.6242.940
    非寻常波时延(ms)2.4082.4122.4122.4602.504
    多径时延(µs)3284292164436
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    表  8  青岛-上海链路13点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)6.06.57.07.58.08.59.09.510.010.5
    寻常波时延(ms)2.3882.6002.5362.5162.5482.5802.6762.8122.7162.792
    非寻常波时延(ms)2.4632.5322.4202.4642.4522.5402.5282.5042.6082.768
    多径时延(µs)856811652964014830810824
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    表  9  青岛-上海链路21点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)5.05.56.06.57.07.58.0
    寻常波时延(ms)2.5362.5682.6162.6842.5722.9123.160
    非寻常波时延(ms)2.4722.4922.5282.5722.6082.5722.788
    多径时延(µs)64768811236340372
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    表  10  青岛-重庆链路5点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)6.06.57.07.58.08.59.09.510.0
    寻常波时延(ms)5.3045.2965.2925.3085.3245.3205.2925.3725.472
    非寻常波时延(ms)5.2965.2245.2765.2885.2925.3045.2405.3645.320
    多径时延(µs)87216203216528152
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    表  11  青岛-重庆链路13点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)11.512.012.513.013.514.014.5
    寻常波时延(ms)5.3285.2285.3165.4045.3725.3605.272
    非寻常波时延(ms)5.4965.1965.1445.2565.3885.3645.340
    多径时延(µs)1683217214816468
    频率(MHz)15.015.516.016.517.017.518.0
    寻常波时延(ms)5.3325.3285.3325.3325.3685.3805.420
    非寻常波时延(ms)5.3525.2805.3245.3485.3605.3565.348
    多径时延(µs)204881682472
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    表  14  青岛-上海链路多径时延的期望和标准差

    时段(点)51321
    期望(µs)201.6104.5155.4
    标准差(µs)146.476.6128.9
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    表  12  青岛-重庆链路21点时段路径时延和多径时延

    频率(MHz)7.07.58.08.59.09.510.010.5
    寻常波时延(ms)5.2265.2355.2415.3045.2595.2595.2805.292
    非寻常波时延(ms)5.2435.2385.2535.2535.2445.2745.2845.295
    多径时延(µs)1731251151543
    频率(MHz)11.011.512.012.513.013.514.014.5
    寻常波时延(ms)5.2485.3085.2605.2845.3405.3565.4285.388
    非寻常波时延(ms)5.2565.2925.3005.3085.3045.3125.3525.340
    多径时延(µs)816402436447648
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    表  13  青岛-北京链路多径时延的期望和标准差

    时段(点)51321
    期望(µs)100.0137.779.8
    标准差(µs)101.099.490.1
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    表  15  青岛-重庆链路多径时延的期望和标准差

    时段(点)51321
    期望(µs)41.857.425.8
    标准差(µs)43.958.720.5
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    出版历程
    • 收稿日期:  2019-05-29
    • 修回日期:  2020-03-02
    • 网络出版日期:  2020-03-31
    • 刊出日期:  2020-08-18

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