海面微波通信性能及体制分析

刘苗辉

摘 要：本章先介绍了海面低仰角数字微波通信系统的特点，其次又对海面电波多径衰落进行了理论计算，详细的解释了抗衰落的方法和手段，最后又对OFDM调制体制的特点进行详细的分析。

关键词：数字微波通信 电波传输 多径衰落

中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0251-02

1 海面微波通信系统性能分析

在衡量海面微波通信系统性能的众多指标中，系统的中断率是一个关键的指标，并且其还是与系统的链路电平雨量这一指标密切相关，为能够准确的对海面微波通信系统的进行分析，我们便应先分析海面衰落对这两大指标的影响情况，图1为海面微波通信电波传播的路径。

首先我们应计算出反射点的位置，其计算公式如下：

其中，在工程上可以按照k=∞时做近似计算，即

等效地球突起高度hb为：

菲涅尔余隙hc为：

电波在反射点的一阶菲涅尔半径F1为：

在数字微波通信系统中，电波的传输路径实际上就是视距，K的取值有三种情况，但无论哪种情况其都是要满足余隙标准的，当K=∞时，传输的余隙就是最大的，此时电波的反射情况也最严重，那么我们就应考虑到信号衰落对通信系统的影响；而当K=Kmin时，传输的余隙就是最小的，那么只需要保证电波的绕射损耗不会对系统造成太大影响就可以了，如果以上要求未得到满足，那么就应及时的采取缩短通信距离以及调整天线高度等方法。

2 海面低仰角数字微波通信系统的体制

2.1 系统的工作频率

一般情况下，主要有以下两个方面的因素会对系统所选择的工作频率产生影响，其一是系统的作用距离，另一个因素则是电波的衰落特性和传输路径对电波的传输损耗，在海面低仰角微波通信系统中，海面大气中的很多因素对会对通信系统的运行产生影响，如氧分子、离子、盐雾、电子以及水蒸汽等。在对电波在海面上的传输特性进行研究时，我们发现这些的影响效果是会随着通信仰角的降低或是通信频率的上升而增加的，并且多径衰落的现象也会随之出现。在通信频率不断上升的情况下，多径衰落会按照1.3倍的指数关系增加，所以，系统不建议选择过高的工作频率。而同时微波通信又是属于视距通信的，在通信两端的天线高度已经是固定的情况下，菲涅尔余隙就成为了影响系统作用距离的最主要因素，因此，在提高了系统工作频率时，电波的菲涅尔半径就会适当的减小，那么我们所设计的天线的尺寸以及通信设备的尺寸就也可以小一些，这样就可以最大限度的降低电波的绕射损耗，系统的通信距离也会得到大幅度的提升。在海面低仰角微波通信系统的实际工作过程中，要想选择最为合适的工作频率，我们还应充分的考虑到系统的链路电平雨量以及通信距离等因素。

2.2 系统的调制体制

在选择海面低仰角微波通信系统的的调制方式时，以下几项内容是我们必须要考虑到的：第一，系统必须能够适应海上多变而恶劣的传输环境；第二，系统应具备较强的抗干扰能力；第三，系统应具备较低的解调门限，从而确保系统的链路电平余量得到一定提升；第四，为方便高速率信号的传输，系统还应有较高的频谱利用率；第五，在实际的工程上，系统应是易于实现的。在综合的考虑到以上五大因素的情况下，我们便提出了OFDM这种正交频分复用的调制体制，作为一种多载波的数字调制技术，其在抗码间干扰和信道选择性衰落能力的能力上是有着明显的优势的。

作为一种多载波的数字调制技术，OFDM的工作过程为先对数字信号进行编码，之后将其调制成为射频信号，最后在正交频率上就会传送出高速的信号。在噪声等各类干扰环境中，其也可以有效的利用带宽，同时由于正交载波技术是不受干扰的，那么在单个载波之间就是不需要保护频带的。OFDM调制技术主要具备以下几个优点：（1）此技术采用了插入循环前缀的方法，这样硬件就能够轻易的集成，大大的降低了系统的实现难度；（2）此技术能够同时分开1000个以上的数字信号，并且具备很强的抗窄带干扰能力，只有很小一部分的子信道会受到干扰信号的影响。当传输介质上的通信特性出现变化时，OFDM也能够及时的监控到，同时其还能够与通信路径传输数据的能力动态的适应。无论是哪一个载波存在较高的干扰脉冲或是信号衰减，OFDM都能够准确的检测到，同时为保证通信的成功，其还能够采取有针对性的调制措施；（3）在OFDM这种调制技术中，已经成功的应用了信道的频率分集，所以，如果不是特别严重的衰落，是不需要添加时域均衡器的；（4）OFDM这种技术更加适用于衰落信道中以及多径环境中的高速数据传输。当信号出现选择性衰落时，只有落在频带凹陷处地子载波和它所携带的信息会受到影响，并不会影响其它的子载波，可见，系统具有很好的误码性能；（5）在应用了OFDM技术后，大大的提升了信号的利用率，并且在频谱资源有限的环境中也能够较好的应用。可见，在海面低仰角微波通信系统中，OFDM这种调制技术是值得进一步的推广和应用的。

3 结语

通过以上的论述，我们对海面微波通信系统性能分析以及海面低仰角数字微波通信系统的体制两个方面的内容进行了详细的分析和探讨。尽管本文所采用的电波平衰落公式为经验公式，但是如果能够有效的应用我们所研究的这种抗衰落通信体制，还是能够充分的提高系统的抗衰落能力的，并且要想有效的解决海面低仰角微波通信系统抗信号衰落这一问题，我们可以采取合理的应用扩频技术、系统应选择具备较强抗外界干扰能力的调制体制以及系统应选择合理的工作频率等措施。

参考文献

[1] 程芳.海上微波通信传输特性与衰落改善研究[J].舰船电子对抗，2011（2）.

[2] 王雷.某型对海微波通信系统抗多径干涉方法探讨[J].电子测试，2013（7）.endprint

摘 要：本章先介绍了海面低仰角数字微波通信系统的特点，其次又对海面电波多径衰落进行了理论计算，详细的解释了抗衰落的方法和手段，最后又对OFDM调制体制的特点进行详细的分析。

关键词：数字微波通信 电波传输 多径衰落

中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0251-02

1 海面微波通信系统性能分析

在衡量海面微波通信系统性能的众多指标中，系统的中断率是一个关键的指标，并且其还是与系统的链路电平雨量这一指标密切相关，为能够准确的对海面微波通信系统的进行分析，我们便应先分析海面衰落对这两大指标的影响情况，图1为海面微波通信电波传播的路径。

首先我们应计算出反射点的位置，其计算公式如下：

其中，在工程上可以按照k=∞时做近似计算，即

等效地球突起高度hb为：

菲涅尔余隙hc为：

电波在反射点的一阶菲涅尔半径F1为：

在数字微波通信系统中，电波的传输路径实际上就是视距，K的取值有三种情况，但无论哪种情况其都是要满足余隙标准的，当K=∞时，传输的余隙就是最大的，此时电波的反射情况也最严重，那么我们就应考虑到信号衰落对通信系统的影响；而当K=Kmin时，传输的余隙就是最小的，那么只需要保证电波的绕射损耗不会对系统造成太大影响就可以了，如果以上要求未得到满足，那么就应及时的采取缩短通信距离以及调整天线高度等方法。

2 海面低仰角数字微波通信系统的体制

2.1 系统的工作频率

一般情况下，主要有以下两个方面的因素会对系统所选择的工作频率产生影响，其一是系统的作用距离，另一个因素则是电波的衰落特性和传输路径对电波的传输损耗，在海面低仰角微波通信系统中，海面大气中的很多因素对会对通信系统的运行产生影响，如氧分子、离子、盐雾、电子以及水蒸汽等。在对电波在海面上的传输特性进行研究时，我们发现这些的影响效果是会随着通信仰角的降低或是通信频率的上升而增加的，并且多径衰落的现象也会随之出现。在通信频率不断上升的情况下，多径衰落会按照1.3倍的指数关系增加，所以，系统不建议选择过高的工作频率。而同时微波通信又是属于视距通信的，在通信两端的天线高度已经是固定的情况下，菲涅尔余隙就成为了影响系统作用距离的最主要因素，因此，在提高了系统工作频率时，电波的菲涅尔半径就会适当的减小，那么我们所设计的天线的尺寸以及通信设备的尺寸就也可以小一些，这样就可以最大限度的降低电波的绕射损耗，系统的通信距离也会得到大幅度的提升。在海面低仰角微波通信系统的实际工作过程中，要想选择最为合适的工作频率，我们还应充分的考虑到系统的链路电平雨量以及通信距离等因素。

2.2 系统的调制体制

在选择海面低仰角微波通信系统的的调制方式时，以下几项内容是我们必须要考虑到的：第一，系统必须能够适应海上多变而恶劣的传输环境；第二，系统应具备较强的抗干扰能力；第三，系统应具备较低的解调门限，从而确保系统的链路电平余量得到一定提升；第四，为方便高速率信号的传输，系统还应有较高的频谱利用率；第五，在实际的工程上，系统应是易于实现的。在综合的考虑到以上五大因素的情况下，我们便提出了OFDM这种正交频分复用的调制体制，作为一种多载波的数字调制技术，其在抗码间干扰和信道选择性衰落能力的能力上是有着明显的优势的。

作为一种多载波的数字调制技术，OFDM的工作过程为先对数字信号进行编码，之后将其调制成为射频信号，最后在正交频率上就会传送出高速的信号。在噪声等各类干扰环境中，其也可以有效的利用带宽，同时由于正交载波技术是不受干扰的，那么在单个载波之间就是不需要保护频带的。OFDM调制技术主要具备以下几个优点：（1）此技术采用了插入循环前缀的方法，这样硬件就能够轻易的集成，大大的降低了系统的实现难度；（2）此技术能够同时分开1000个以上的数字信号，并且具备很强的抗窄带干扰能力，只有很小一部分的子信道会受到干扰信号的影响。当传输介质上的通信特性出现变化时，OFDM也能够及时的监控到，同时其还能够与通信路径传输数据的能力动态的适应。无论是哪一个载波存在较高的干扰脉冲或是信号衰减，OFDM都能够准确的检测到，同时为保证通信的成功，其还能够采取有针对性的调制措施；（3）在OFDM这种调制技术中，已经成功的应用了信道的频率分集，所以，如果不是特别严重的衰落，是不需要添加时域均衡器的；（4）OFDM这种技术更加适用于衰落信道中以及多径环境中的高速数据传输。当信号出现选择性衰落时，只有落在频带凹陷处地子载波和它所携带的信息会受到影响，并不会影响其它的子载波，可见，系统具有很好的误码性能；（5）在应用了OFDM技术后，大大的提升了信号的利用率，并且在频谱资源有限的环境中也能够较好的应用。可见，在海面低仰角微波通信系统中，OFDM这种调制技术是值得进一步的推广和应用的。

3 结语

通过以上的论述，我们对海面微波通信系统性能分析以及海面低仰角数字微波通信系统的体制两个方面的内容进行了详细的分析和探讨。尽管本文所采用的电波平衰落公式为经验公式，但是如果能够有效的应用我们所研究的这种抗衰落通信体制，还是能够充分的提高系统的抗衰落能力的，并且要想有效的解决海面低仰角微波通信系统抗信号衰落这一问题，我们可以采取合理的应用扩频技术、系统应选择具备较强抗外界干扰能力的调制体制以及系统应选择合理的工作频率等措施。

参考文献

[1] 程芳.海上微波通信传输特性与衰落改善研究[J].舰船电子对抗，2011（2）.

[2] 王雷.某型对海微波通信系统抗多径干涉方法探讨[J].电子测试，2013（7）.endprint

摘 要：本章先介绍了海面低仰角数字微波通信系统的特点，其次又对海面电波多径衰落进行了理论计算，详细的解释了抗衰落的方法和手段，最后又对OFDM调制体制的特点进行详细的分析。

关键词：数字微波通信 电波传输 多径衰落

中图分类号：TN925 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（c）-0251-02

1 海面微波通信系统性能分析

在衡量海面微波通信系统性能的众多指标中，系统的中断率是一个关键的指标，并且其还是与系统的链路电平雨量这一指标密切相关，为能够准确的对海面微波通信系统的进行分析，我们便应先分析海面衰落对这两大指标的影响情况，图1为海面微波通信电波传播的路径。

首先我们应计算出反射点的位置，其计算公式如下：

其中，在工程上可以按照k=∞时做近似计算，即

等效地球突起高度hb为：

菲涅尔余隙hc为：

电波在反射点的一阶菲涅尔半径F1为：

在数字微波通信系统中，电波的传输路径实际上就是视距，K的取值有三种情况，但无论哪种情况其都是要满足余隙标准的，当K=∞时，传输的余隙就是最大的，此时电波的反射情况也最严重，那么我们就应考虑到信号衰落对通信系统的影响；而当K=Kmin时，传输的余隙就是最小的，那么只需要保证电波的绕射损耗不会对系统造成太大影响就可以了，如果以上要求未得到满足，那么就应及时的采取缩短通信距离以及调整天线高度等方法。

2 海面低仰角数字微波通信系统的体制

2.1 系统的工作频率

一般情况下，主要有以下两个方面的因素会对系统所选择的工作频率产生影响，其一是系统的作用距离，另一个因素则是电波的衰落特性和传输路径对电波的传输损耗，在海面低仰角微波通信系统中，海面大气中的很多因素对会对通信系统的运行产生影响，如氧分子、离子、盐雾、电子以及水蒸汽等。在对电波在海面上的传输特性进行研究时，我们发现这些的影响效果是会随着通信仰角的降低或是通信频率的上升而增加的，并且多径衰落的现象也会随之出现。在通信频率不断上升的情况下，多径衰落会按照1.3倍的指数关系增加，所以，系统不建议选择过高的工作频率。而同时微波通信又是属于视距通信的，在通信两端的天线高度已经是固定的情况下，菲涅尔余隙就成为了影响系统作用距离的最主要因素，因此，在提高了系统工作频率时，电波的菲涅尔半径就会适当的减小，那么我们所设计的天线的尺寸以及通信设备的尺寸就也可以小一些，这样就可以最大限度的降低电波的绕射损耗，系统的通信距离也会得到大幅度的提升。在海面低仰角微波通信系统的实际工作过程中，要想选择最为合适的工作频率，我们还应充分的考虑到系统的链路电平雨量以及通信距离等因素。

2.2 系统的调制体制

在选择海面低仰角微波通信系统的的调制方式时，以下几项内容是我们必须要考虑到的：第一，系统必须能够适应海上多变而恶劣的传输环境；第二，系统应具备较强的抗干扰能力；第三，系统应具备较低的解调门限，从而确保系统的链路电平余量得到一定提升；第四，为方便高速率信号的传输，系统还应有较高的频谱利用率；第五，在实际的工程上，系统应是易于实现的。在综合的考虑到以上五大因素的情况下，我们便提出了OFDM这种正交频分复用的调制体制，作为一种多载波的数字调制技术，其在抗码间干扰和信道选择性衰落能力的能力上是有着明显的优势的。

作为一种多载波的数字调制技术，OFDM的工作过程为先对数字信号进行编码，之后将其调制成为射频信号，最后在正交频率上就会传送出高速的信号。在噪声等各类干扰环境中，其也可以有效的利用带宽，同时由于正交载波技术是不受干扰的，那么在单个载波之间就是不需要保护频带的。OFDM调制技术主要具备以下几个优点：（1）此技术采用了插入循环前缀的方法，这样硬件就能够轻易的集成，大大的降低了系统的实现难度；（2）此技术能够同时分开1000个以上的数字信号，并且具备很强的抗窄带干扰能力，只有很小一部分的子信道会受到干扰信号的影响。当传输介质上的通信特性出现变化时，OFDM也能够及时的监控到，同时其还能够与通信路径传输数据的能力动态的适应。无论是哪一个载波存在较高的干扰脉冲或是信号衰减，OFDM都能够准确的检测到，同时为保证通信的成功，其还能够采取有针对性的调制措施；（3）在OFDM这种调制技术中，已经成功的应用了信道的频率分集，所以，如果不是特别严重的衰落，是不需要添加时域均衡器的；（4）OFDM这种技术更加适用于衰落信道中以及多径环境中的高速数据传输。当信号出现选择性衰落时，只有落在频带凹陷处地子载波和它所携带的信息会受到影响，并不会影响其它的子载波，可见，系统具有很好的误码性能；（5）在应用了OFDM技术后，大大的提升了信号的利用率，并且在频谱资源有限的环境中也能够较好的应用。可见，在海面低仰角微波通信系统中，OFDM这种调制技术是值得进一步的推广和应用的。

3 结语

通过以上的论述，我们对海面微波通信系统性能分析以及海面低仰角数字微波通信系统的体制两个方面的内容进行了详细的分析和探讨。尽管本文所采用的电波平衰落公式为经验公式，但是如果能够有效的应用我们所研究的这种抗衰落通信体制，还是能够充分的提高系统的抗衰落能力的，并且要想有效的解决海面低仰角微波通信系统抗信号衰落这一问题，我们可以采取合理的应用扩频技术、系统应选择具备较强抗外界干扰能力的调制体制以及系统应选择合理的工作频率等措施。

参考文献

[1] 程芳.海上微波通信传输特性与衰落改善研究[J].舰船电子对抗，2011（2）.

[2] 王雷.某型对海微波通信系统抗多径干涉方法探讨[J].电子测试，2013（7）.endprint