基于C3I系統的短波通信仿真建模

1 引言
短波通信是指利用波長(cháng)為100~10 m的電磁波進(jìn)行無(wú)線(xiàn)電通信。短波通信多年來(lái)被廣泛用于政府、軍事、氣象、商業(yè)等領(lǐng)域，用以傳送語(yǔ)言、文字、圖像、數據等信息。尤其在軍事領(lǐng)域，短波通信始終是軍事指揮的重要手段之一。如今計算機技術(shù)飛速發(fā)展，數據庫的提出，及仿真技術(shù)的應用，使軍事指揮自動(dòng)化進(jìn)入一個(gè)新的階段。短波戰術(shù)平臺是指揮自動(dòng)化系統(C3I)的一個(gè)子系統，該平臺充分利用計算機技術(shù)和電子地圖數據庫，實(shí)現遂行通信，保障謀劃、仿生拉試預決策、通信作戰文書(shū)的生成。這里僅對通信仿真建模進(jìn)行討論。

2 短波信道的傳播損耗模型
短波天波通信是以電離層為媒介傳播的，電離層的密度隨晝夜、季節、太陽(yáng)活動(dòng)周期和經(jīng)緯度變化而變化，因此傳播損耗與時(shí)間、季節、經(jīng)緯度位置、地形等諸多實(shí)時(shí)變化因素有關(guān)?？紤]到目前所能計算的損耗，電離層傳播損耗可表示為

式中，LP0是自由空間傳播損耗，La是電離層吸收損耗，Ln是多跳地面反射損耗，Yp是額外系統損耗。
2．1 自由空間傳播損耗
在短波信號傳播過(guò)程中，由于電波逐漸遠離發(fā)射點(diǎn)，能量擴散的面積越來(lái)越大，從而使得接收點(diǎn)的場(chǎng)強越來(lái)越小。在計算該項損耗時(shí)，認為地球和電離層均是平面狀態(tài)，反射是鏡面反射，如圖1所示，其中r表示天波傳播中的射線(xiàn)距離：D是發(fā)射點(diǎn)A與接收點(diǎn)B 之間的大圓距離(地球表面距離)，收發(fā)兩端點(diǎn)間的地球中心夾角用a表示。

自由空間傳播損耗的計算公式：

式中，R是地球半徑，h是電離層高度，△是射線(xiàn)仰角。