[发明专利]一种基于飞行模拟平台的非平稳信道模拟方法及其系统

说明书

本发明公开了一种基于飞行模拟平台的非平稳信道模拟方法及其系统，所述的方法包括步骤如下：S1：获取收发端的位置、海拔、速度、姿态几种飞行状态信息；S2：根据收发端的高度选择传播模型，在飞行过程中，通过收发端的经纬度、高度信息以及需要模拟的信道参数，确定信道模型边界后，选择不同的信道模型，然后根据信道模型计算大尺度信道模型传输路径损耗；S3：根据步骤S1的飞行状态信息采用椭球几何模型进行小尺度建模，求得多普勒功率谱，进而求得信道的散射函数；S4：将步骤S2得到的大尺度信道模型传输路径损耗和步骤S3得到的散射函数输入信道模拟单元进行信道模。本发明弥补了航空通信设备实测试验机会少、成本高等缺点。

技术领域

本发明涉及信道模拟技术领域，更具体的，涉及一种基于飞行模拟平台的非平稳信道模拟方法及其系统。

背景技术

传统的航空电信网(Aeronautical Telecommunication Network，ATN)以地面为中心的通信方式，不允许飞机之间直接进行通信。在没有基站覆盖的区域，飞机的通信只能依赖卫星，高昂的通信成本使得许多网络应用(如互联网接入，黑匣子数据传输等)难以在民航领域大规模使用。另外，未来二十年，低空开放政策将在全球各国逐步实施，中小型通用飞机在低空空域内的飞行活动将出现激增。然而，现有的设施的承受能力已接近饱和。同时随着6G技术的发展，航空平台接入宽带通信网络的需求越来越强烈。为了满足未来航空业的发展，必须给出一种灵活的航空通信方案。在军事航空领域，传统的航空数据链系统应用较为单一，使用专用的通信协议来传输特定含义的格式化信息，无法适应未来网络中心战作战环境中不同系统间即插即用的战术要求。因此，无论在军用还是民用，通用化、综合化、网络化和高速化将是航空通信系统是未来发展趋势，

只有建立高符合度的航空信道模型才能对航空通信系统的设计进行有效的指导，构建真实的航空信道仿真模拟系统可以对航空通信设备进行有效的验证。

现有的软件模拟和推演系统具有功能强大，可替代实物测试，且使用费用低等优点，已经被大规模的使用。随着空基通信系统的发展，模拟空基通信系统通信信道的性能，验证实际空中通信效果显得至关重要。然而，实际的空中验证十分繁琐，飞行费用高昂，单次飞行难以获得多状态数据。因此，研究空基平台的空对空、空对地信道模拟平台就显得至关重要。

中国专利公开号：CN102142913A，公开日：2011-08-03，公开了一种航空信道模拟器及模拟方法，属于航空信道建模领域，包括信道模拟单元和人机交互模块；所述信道模拟单元用于在从其一个端口接收到航空数据后对该数据通过射线追踪法进行仿真得到航空信道的仿真结果，再利用仿真结果对传统航空信道进行建模得到统计信道模型；用于在其另一端口接收到发射信号之后，通过射线追踪法得到实时的接收信号，从而得到信道的实时响应数据；以及用于通过所述统计信道模型从所述发射信号得到传统航空信道的统计响应曲线；人机交互模块用于显示所述统计响应曲线以及信道的实时响应数据。然后该技术方案未考虑动态的航空状况模拟，其使用射线追踪法，实时性欠佳。

中国专利公开日：CN110390178A，公开日：2019-10-29，一种用于航空通信信道模型仿真的训练系统，属于航空通信技术领域，系统包括人机界面模块、数据采集模块、GIS模块、信道模型管理模块、信道数据库管理模块、模型参数计算模块、系统性能仿真模块和网络接口模块；所述信道模型管理模块根据用户输入参数自动选择信道数据库管理模块中建立好的信道模型，并在模型参数计算模块和系统性能仿真模块的配合下完成仿真与计算，并将结果通过数据采集模块输出至人机界面模块；从传输信道入手，采用经验统计和数学建模的方法，综合分析、量化参数，并以此为依据，研发了一套航空通信信道模型仿真系统。然而该技术方案未与模拟飞行平台软件结合，无法实时模拟动态航空器运动状况下的非平稳信道特性。