通信与网络中的基于C3I系统的短波通信仿真建模

1 引言 　　短波通信是指利用波长为100~10 m的电磁波进行无线电通信。短波通信多年来被广泛用于政府、军事、气象、商业等领域，用以传送语言、文字、图像、数据等信息。尤其在军事领域，短波通信始终是军事指挥的重要手段之一。如今计算机技术飞速发展，数据库的提出，及仿真技术的应用，使军事指挥自动化进入一个新的阶段。短波战术平台是指挥自动化系统(C3I)的一个子系统，该平台充分利用计算机技术和电子地图数据库，实现遂行通信，保障谋划、仿生拉试预决策、通信作战文书的生成。这里仅对通信仿真建模进行讨论。 　　2 短波信道的传播损耗模型 　　短波天波通信是以电离层为媒介传播的，电离层的密度随昼夜、季节 【通信与网络中的基于C3I系统的短波通信仿真建模】 短波通信是一种利用100至10米波长电磁波进行无线通信的技术，它在政府、军事、气象和商业等多个领域都有广泛应用，特别是在军事指挥中发挥着至关重要的作用。随着计算机技术的进步和数据库的引入，军事指挥自动化系统（C3I）得以发展，其中短波战术平台作为C3I的一个子系统，通过计算机技术和电子地图数据库支持通信，以实现高效的指挥、决策和文档生成。 短波通信的传播损耗模型是仿真建模的关键。由于短波主要依靠电离层传播，电离层的密度会受到昼夜、季节、太阳活动和地理位置的影响，因此传播损耗包含自由空间传播损耗、电离层吸收损耗和多跳地面反射损耗等多方面因素。 1. **自由空间传播损耗**： 这部分损耗源于电波扩散导致的接收点场强下降。计算时假设地球和电离层为平面，且反射为镜面反射。大圆距离D可以通过发射和接收点的经纬度来计算，而射线仰角△则依赖于电离层高度。自由空间传播损耗的计算公式结合了地球半径、电离层高度以及射线仰角等因素。 2. **电离层吸收损耗**： 电离层吸收损耗分为偏移吸收和非偏移吸收两部分。通常，偏移吸收损耗较小，可以忽略。非偏移吸收损耗通过半经验公式进行估算，涉及电波入射角、磁旋频率、跳数和吸收系数。电波入射角、磁旋频率、太阳黑子流动平均值和太阳天顶角都是需要计算或查找的数据。 在短波通信的仿真建模中，需要对这些参数进行详细计算和模拟。例如，电波入射角可以通过已知电离层高度来确定，磁旋频率根据地理位置选择典型值，太阳黑子的流动平均值需要查阅相关资料，而太阳天顶角则取决于地理位置、季节和时间。仿真过程需要按照这些步骤进行，以精确模拟短波通信的传播特性。 通过建立这样的仿真模型，可以预测和分析不同条件下的短波通信效果，优化通信策略，提高通信质量和可靠性。这对于军事通信和应急通信等应用场景尤其重要，因为它可以帮助规划者在复杂环境和不可预测的条件下做出最佳通信决策。