地空传播损失
传播环境对卫星通信系统地空链路设计有重要影响。电离层对地球-空间链路的影响在频率低于1 GHz时变得显著。非电离大气的影响在大约1ghz以上和低仰角变得至关重要。建议ITU-R P.618[1]预测传播参数，这些参数是规划在地球-空间或空间-地球方向上运行的地球-空间系统所必需的。P.618只讨论对流层的影响，例如雨的衰减、气体的衰减、降水和云的衰减以及由于对流层闪烁造成的衰减。
在某些情况下，您可能希望提供连续的、高质量的语音、数据和电视信号传输。在这些情况下，可以使用p618Config对象模拟对流层效应，如雨的衰减、气体的衰减、云和雾的衰减，以及由于对流层闪烁造成的衰减。然后可以使用p618PropagationLosses函数，初始化配置参数设置，计算地面站天线的地空传播损耗、交叉极化辨别和天空噪声温度。
强降雨会在地球-空间链路上造成很大的衰减值。站点多样性可以使链路流量重新路由到备用的地面站，从而提高系统的可靠性。站点多样性系统被归类为这些选项之一。
均衡:两条链路上的衰减阈值相等。
不均衡:两条链路上的衰减阈值不相等。
在现有两个地面站的情况下，您可以使用p618SiteDiversityConfig对象为计算由于降雨衰减造成的停电概率所需的参数建模。强降雨会在地球-空间链路上造成很大的衰减值。然后，您可以使用p618SiteDiversityOutage函数，该函数初始化配置参数设置，以计算由于站点多样性的降雨衰减而导致的停机概率。
地空传播损失
本示例需要带有国际电信联盟(ITU)文档数字地图的mat文件。如果文件在路径上不可用，执行这些命令下载并解压缩mat文件。
地图=存在(“maps.mat”，“文件”);P836 =存在(“p836.mat”，“文件”);P837 =存在(“p837.mat”，“文件”);P840 =存在(“p840.mat”，“文件”);matFiles = [map p836 p837 p840];如果~所有(matFiles)如果~ (“ITURDigitalMaps.tar.gz”，“文件”) url =“//www.tianjin-qmedu.com/万博1manbetxsupportfiles/spc/P618/ITURDigitalMaps.tar.gz”;websave (“ITURDigitalMaps.tar.gz”url);将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);其他的将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);结束目录(cd);结束
这个例子展示了如何参数化和计算地-空系统设计中的传播损失。
的传播损耗计算p618PropagationLosses函数是:
大气气体衰减
雨水衰减
降水和云衰减
对流层闪烁造成的衰减
大气总衰减
地-空传播损失模型依赖于频率、地理位置和仰角。从传播条件看，在仰角大于10°时，只有大气气体、雨、云和对流层闪烁引起的衰减是显著的。
配置地空传播参数
创建一个默认的P.618配置对象。更改属性值，然后显示对象属性。
cfg = p618Config;cfg。频率= 25e9;%信号频率，单位为Hzcfg。仰角= 45;cfg。纬度= 30;%北方向cfg。经度= 120;%东方方向cfg。年度总超额= 0.001;总数中超出部分的时间百分比每年衰减百分比cfg。天线效率= 0.65;disp (cfg);
p618配置属性:频率:2.5000e+10仰角:45纬度:30经度:120气体年超过量:1云年超过量:1雨年超过量:1闪烁年超过量:1总年超过量:1.000 -03极化倾斜角度:0天线直径:1天线效率:0.6500
计算小降雨中的传播损失
求传播损耗(pl)、交叉极化判别(xpd)，以及天空噪音温度(tsky)，雨量为每小时1毫米，并指定地面站高度为0.5公里。
传播损失场，pl，描述这些衰减。
Ag):气体衰减(单位:dB)交流:云雾衰减(单位:dB)基于“增大化现实”技术:雨水衰减(单位:dB)作为:对流层闪烁造成的衰减(单位:dB)在:大气总衰减(单位:dB)
[pl,xpd,tsky] = p618传播损失(cfg，…“StationHeight”, 0.5,…“WaterVaporDensity”, 2.8,…“TotalColumnarContent”, 1.4,…“RainRate”, 1)
pl =带字段的结构:Ag: 1.6393 Ac: 1.2010 Ar: 0.0811 As: 0.3010 At: 6.6514
XPD = 73.1657
Tsky = 214.6132
降雨衰减与站点多样性造成的停机概率
本示例需要带有国际电联文档数字地图的mat文件。如果文件在路径上不可用，执行这些命令下载并解压缩mat文件。
地图=存在(“maps.mat”，“文件”);P836 =存在(“p836.mat”，“文件”);P837 =存在(“p837.mat”，“文件”);P840 =存在(“p840.mat”，“文件”);matFiles = [map p836 p837 p840];如果~所有(matFiles)如果~ (“ITURDigitalMaps.tar.gz”，“文件”) url =“//www.tianjin-qmedu.com/万博1manbetxsupportfiles/spc/P618/ITURDigitalMaps.tar.gz”;websave (“ITURDigitalMaps.tar.gz”url);将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);其他的将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);结束目录(cd);结束
本例展示了如何计算由于降雨衰减而导致的站点多样性中断概率。
的p618SiteDiversityOutage函数适用于非平衡和平衡系统，计算超过衰减阈值的联合概率。
配置P.618站点分集参数
创建一个默认的P.618站点分集配置对象。更改属性值，然后显示对象属性。
cfgSD = p618SiteDiversityConfig;cfgSD。频率= 25e9;%信号频率，单位为HzcfgSD。纬度= [30 60];%北方向cfgSD。经度= [120 150];%东方方向cfgSD。极化倾斜角度= [-90 90];cfgSD。在tenuationThreshold = [7 7];%衰减阈值cfgSD。SiteDistance = 50;%两个位点之间的分离disp (cfgSD);
p618SiteDiversityConfig with properties:频率:2.5000e+10仰角:[52.4099 52.4852]纬度:[30 60]经度:[120 150]偏振倾斜角:[-90 90]SiteDistance: 50衰减阈值:[7 7]
计算停机概率
针对指定的站点分集配置，计算降雨衰减导致的中断概率。
停机= p618sitediversity停机(cfgSD，…“RainAnnualExceedances”，[0.01 0.01 0.03 0.05 0.1 0.2]，…“RainProbability1”, 0.3,…“RainProbability2”, 0.4);disp(停机);
0.0030
大气气体造成的衰减
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地图=存在(“maps.mat”，“文件”);P836 =存在(“p836.mat”，“文件”);P837 =存在(“p837.mat”，“文件”);P840 =存在(“p840.mat”，“文件”);matFiles = [map p836 p837 p840];如果~所有(matFiles)如果~ (“ITURDigitalMaps.tar.gz”，“文件”) url =“//www.tianjin-qmedu.com/万博1manbetxsupportfiles/spc/P618/ITURDigitalMaps.tar.gz”;websave (“ITURDigitalMaps.tar.gz”url);将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);其他的将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);结束目录(cd);结束
这个例子展示了在设计地-空系统时，如何计算特定频率范围内的气体衰减。
气体衰减模型依赖于信号频率、仰角、地面站高度和水蒸气密度。根据传播条件，在频率高于10 GHz时，气体衰减显著，而在频率低于10 GHz时可以忽略。
配置P.618传播参数
创建一个默认的P.618配置对象。更改属性值，然后显示对象属性。
cfg = p618Config;cfg。纬度= 51.5;%北方向cfg。经度= -0.14;%西向cfg。气体年超标= 10;每年气体衰减过量的时间百分比cfg。仰角= 31.076;
设置信号频率范围为5ghz ~ 55ghz。
Freq_range = 5e9:1e9:55e9;
计算气体衰减
为指定的配置参数计算大气气体造成的衰减。
gaseous_衰减=零(大小(freq_range));为N = 1:numel(freq_range) cfg. cfg。频率= freq_range(n);pl = p618PropagationLosses(cfg，…“StationHeight”, 0.031,…“温度”, 283.6,…“压力”, 1009.48,…“WaterVaporDensity”, 13.79);gaseous_衰减(n) = pl.Ag;结束
气体衰减图
在对数刻度上，绘制给定频率范围内的气体衰减。
重对数(freq_range gaseous_attenuation);网格在;包含(“信号频率(Hz)”);ylabel (气体衰减(dB));标题(“指定频率范围的气体衰减”);
指定仰角范围内的传播损耗
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地图=存在(“maps.mat”，“文件”);P836 =存在(“p836.mat”，“文件”);P837 =存在(“p837.mat”，“文件”);P840 =存在(“p840.mat”，“文件”);matFiles = [map p836 p837 p840];如果~所有(matFiles)如果~ (“ITURDigitalMaps.tar.gz”，“文件”) url =“//www.tianjin-qmedu.com/万博1manbetxsupportfiles/spc/P618/ITURDigitalMaps.tar.gz”;websave (“ITURDigitalMaps.tar.gz”url);将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);其他的将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);结束目录(cd);结束
这个例子展示了在设计地球-空间系统时，如何参数化和计算指定仰角范围的地球-空间传播损失。
配置P.618传播参数
创建一个默认的P.618配置对象。更改属性值，然后显示对象属性。
cfg = p618Config;cfg。频率= 14.25e9;%信号频率，单位为Hzcfg。纬度= 51.5;%北方向cfg。经度= -0.14;%西向
设置仰角范围为5 ~ 90度。
Elev_range = 5:5:90;
计算地-空传播损失
计算指定配置参数的地-空传播损失。
Elevation_angle = size(elev_range);gaseous_衰减=零(海拔角);cloud_衰减=零(elevation_angle);降雨衰减=零(海拔角);闪烁衰减=零(海拔角);total_衰减=零(海拔角);为N = 1: number (elev_range) cfg。海拔角= elev_range(n);pl = p618PropagationLosses(cfg，…“StationHeight”, 0.031,…“温度”, 283.6,…“压力”, 1009.48,…“WaterVaporDensity”, 13.79);gaseous_衰减(n) = pl.Ag;cloud_衰减(n) = pl.Ac;降雨衰减(n) = pl.Ar;闪烁衰减(n) = pl.As;total_衰减(n) = pl.At;结束
画出地-空传播损失
在指定的仰角范围内绘制各种传播损失(以dB为单位)。
情节(elev_range gaseous_attenuation,“——”);持有在;情节(elev_range cloud_attenuation,“——”);持有在;情节(elev_range rain_attenuation,“——”);持有在;情节(elev_range scintillation_attenuation,“——”);持有在;情节(elev_range total_attenuation);传奇(“气体”，“云”，“雨”，“闪烁”，“总”);网格在;包含(“仰角(度)”);ylabel (“衰减(dB)”);标题(“地-空传播损失与仰角关系”);
超过时间百分比的传播损失
本示例需要带有国际电联文档数字地图的mat文件。如果文件在路径上不可用，执行这些命令下载并解压缩mat文件。
地图=存在(“maps.mat”，“文件”);P836 =存在(“p836.mat”，“文件”);P837 =存在(“p837.mat”，“文件”);P840 =存在(“p840.mat”，“文件”);matFiles = [map p836 p837 p840];如果~所有(matFiles)如果~ (“ITURDigitalMaps.tar.gz”，“文件”) url =“//www.tianjin-qmedu.com/万博1manbetxsupportfiles/spc/P618/ITURDigitalMaps.tar.gz”;websave (“ITURDigitalMaps.tar.gz”url);将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);其他的将(解压“ITURDigitalMaps.tar.gz”);结束目录(cd);结束
本例展示了在设计地空系统时，如何参数化和计算超过时间衰减值百分比时的地空传播损失。
配置地空传播参数
创建P.618配置对象。更改属性值，然后显示对象属性。
cfg = p618Config;cfg。频率= 19.5e9;%信号频率，单位为Hzcfg。仰角= 36.6142654;cfg。纬度= 46.2208;%北方向cfg。经度= 6.137;%东方方向cfg。天线直径= 1.2;cfg。天线效率= 0.65;
设置气体衰减、云衰减、雨衰减、闪烁和大气总衰减的超时时间百分比。
年超额=[5 3 2 1 0.5 0.3 0.2 0.1 0.05 0.03 0.02 0.01 0.005 0.003 0.002 0.001];
计算地-空传播损失
计算指定配置参数的地-空传播损失。
过剩=大小(annual_exceedance);gaseous_衰减=零(过量);cloud_衰减=零(过量);rain_衰减=零(过量);闪烁= 0(多余的);total_衰减=零(过量);为N = 1:numel(annual_exceedance) exceedance_value = annual_exceedance(N);cfg。GasAnnualExceedance = max(exceedance_value,0.1);%支万博1manbetx持范围为0.1% ~ 99%cfg。CloudAnnualExceedance = max(exceedance_value,0.1);%支万博1manbetx持范围为0.1% ~ 99%cfg。RainAnnualExceedance = exceedance_value;%支万博1manbetx持范围为0.001% ~ 5%cfg。ScintillationAnnualExceedance = max(exceedance_value,0.01);%支万博1manbetx持0.01% ~ 5%cfg。全年超过=超过值;%支万博1manbetx持范围为0.001% ~ 50%pl = p618PropagationLosses(cfg，“StationHeight”, 0.412);gaseous_衰减(n) = pl.Ag;cloud_衰减(n) = pl.Ac;降雨衰减(n) = pl.Ar;闪烁(n) = pl.As;total_衰减(n) = pl.At;结束
绘制地-空传播损失图
绘制超过时间衰减值百分比时的各种传播损失(dB)。
重对数(annual_exceedance gaseous_attenuation,“——”);持有在;重对数(annual_exceedance cloud_attenuation,“——”);持有在;重对数(annual_exceedance rain_attenuation,“——”);持有在;重对数(annual_exceedance闪烁,“——”);持有在;重对数(annual_exceedance total_attenuation);传奇(“气体”，“云”，“雨”，“闪烁”，“总”);网格在;包含(“超过概率(%)”);ylabel (“衰减(dB)”);标题(大气时间损失年超额百分比);
参考文献
[1]国际电信联盟，ITU-R建议P.618(2017年12月)
[2]国际电信联盟，ITU-R建议P.676 (08/2019)
[3]国际电信联盟，ITU-R建议P.1511 (08/2019)
[4]国际电信联盟，ITU-R建议P.1510 (06/2017)
[5]国际电信联盟，ITU-R建议P.835(2017年12月)
[6]国际电信联盟，ITU-R建议P.836(2017年12月)
[7]国际电信联盟，ITU-R建议P.840 (08/2019)
[8]国际电信联盟，ITU-R建议P.837 (06/2017)
[9]国际电信联盟，ITU-R建议P.453 (08/2019)
[10]国际电信联盟，ITU-R建议P.839 (09/2013)
[11]国际电信联盟，ITU-R建议P.838 (03/2005)
国际电联无线电通信研究组第3研究组地-空传播预测方法验证示例，版本:5.0 (P)。
另请参阅
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