專利名稱：一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法
技術領域：
本發明涉及無線通信環境仿真技術領域，特別是涉及一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法。
背景技術：
復雜電磁環境是指在一定空間范圍內，由空域、時域、頻域、能量域上分布的數量繁多、樣式復雜、密集重疊、動態交迭的電磁信號構成的電磁環境。現階段利用計算機技術仿真電磁環境主要有兩種方法:一種是功能仿真，另一種是信號仿真。功能仿真對電磁環境的功能、特性參數進行模擬，并不對具體信號的頻率、相位進行模擬，所以它建立的是統計模型；信號仿真建立的是精確的數學模型，對具體信號的頻率、相位進行仿真。這兩種仿真方法各有優缺，相對而言，功能仿真要簡單一些，運算量小一些，多用于系統級的仿真。信號仿真建模比較困難，運算量較大，需要速度快和運算能力強的計算機支持，多用于比特級的信號仿真分析。目前，國內外對于復雜電磁環境構建還沒有統一的評價標準。針對電磁環境的模擬仿真設計都集中突出電磁環境中的某個領域或者某一點，往往只考慮了電磁環境的客觀性，復雜電磁環境的描述不具有主觀相對性，沒有考慮待測系統中用頻設備間的電磁干擾，僅僅能夠通過定性的方法構建仿真電磁環境，缺乏能夠相對全面的定量的系統性的構建復雜電磁環境的方法。目前，在電磁環境復雜度的仿真設計和評定中，通常從客觀角度選擇電磁環境中物理特征(如:信號的密度、背景噪聲平均功率、信號功率強度和頻率重復度)進行復雜度定量的評估和描述，但是上述方法忽視了電磁環境復雜度的相對性(主觀性)。在同一電磁環境中，用頻設備的性能參數不同，特別是接收機性能的強弱以及接收機間的電磁干擾，決定了其不同的表現。因而，無法精準定量構建用戶所需或和現實環境相一致的復雜電磁環境
發明內容
·本發明要解決的技術問題是提供一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法，用以解決現有技術電磁環境仿真中無法精準構建用戶所需或和現實環境相一致的復雜電磁環境的問題。為解決上述技術問題，本發明提供一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法，包括:步驟S101，根據用戶需求，確定需要創建的仿真電磁環境復雜度的等級值E，以及設置電磁環境基本配置參數；步驟S102，獲取待測用頻設備的基本信息；步驟S103，根據電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，獲取電磁環境的復雜度等級值EO ；步驟S104，當EO等于E時，則根據設置的電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，生成復雜電磁環境仿真場景；當EO小于E時，調整電磁環境基本配置參數，獲取第i次修正后的電磁環境的復雜度等級值Ei，直至Ei等于E時，然后根據調整后的電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，生成復雜電磁環境仿真場景；當EO大于E時，輸出無法生成復雜電磁環境仿真場景的結果。進一步，設置電磁環境基本配置參數，包括:輻射源個數、輻射源類型、輻射源位置、工作時間、工作頻段、發射功率、頻譜占用H)的權重值、時間占有度TO的權重值、空間覆蓋率SO的權重值和傳播模型。進一步，待測用頻設備的基本信息包括:用頻設備的位置、工作時間、工作頻段、發射功率、天線增益和電磁環境門限。進一步，待測用頻設備的基本信息以文件接口方式導入。進一步，調整電磁環境基本配置參數，是指調整參數FO、TO和/或SO的數值。進一步，選擇FO、TO和SO中權重值最高的參數進行修正。進一步，當Ei大于E時，從FO、TO、SO中選擇數值最大的參數進行修正，將其參數設置減小；當Ei小于E，從FO、TO、SO中選擇數值最小的參數進行修正，將其的參數設置增大；其中，Ei是第i次修正參數后得到的電磁環境的復雜度等級值。進一步，修正參數時，修正后的參數值等于修正前的參數加上校正參數值，首次校正參數值為初始電磁環境設定參數的一半，第η次校正參數值為第η-1次校正參數值的一半；校正參數值為正數或負數。本發明有益效果 如下:本發明可以分析判斷用頻設備在電磁環境中的可用性，對于復雜電磁環境下的用頻設備的選擇具有一定的指導意義；還可用于研究無線通信系統的電磁環境適應能力，抗干擾能力，可靠性等系統性能方面的分析。
圖1是本發明實施例中一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法的流程圖。
具體實施例方式以下結合附圖以及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不限定本發明。本發明在電磁環境復雜度的仿真設計和評定中，引入待測無線通信系統場景參數，選擇信噪比空間(根據用頻設備接收機性能參數指標和設備在電磁環境中工作表現)度量電磁環境復雜度評價的方法，并且定義了明確的數據接口和算法表達形式，能夠從主、客觀多角度的定量的模擬和評估仿真電磁環境。此外，本發明獨創性的將復雜度評定算法和回溯優化算法相結合，實現定量化、自動化的生成用戶所需要不同等級復雜度的仿真電磁環境場景。如圖1所示，本發明實施例涉及一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法，包括:步驟S101，根據用戶需求，確定需要創建的仿真電磁環境復雜度的等級值Ε，以及設置電磁環境基本配置參數；本步驟中，用戶根據自己的需要，首先確定需要創建的仿真電磁環境復雜度的等級值E，例如假設需要創建I級復雜度的電磁環境，E可在0-10%之間取一個值)，然后設置電磁環境基本配置參數，包括:輻射源個數、輻射源類型、輻射源位置(運動軌跡)、工作時間、工作頻段、發射功率、權重設置(指定FO、TO、SO的權重值，用于回溯優化算法模塊)、傳播模型(根據特定的大氣地理環境選擇相適應的傳播模型及配套參數)。步驟S102，獲取待測用頻設備的基本信息；本步驟中，考慮到電磁復雜環境的復雜度的評定與待測無線通信系統有關，因此，需要獲取待測用頻設備的基本信息，該信息以文件接口方式將各參數導入。待測用頻設備的基本信息包括:用頻設備的位置(經緯度、或者運動軌跡)、工作時間、工作頻段、發射功率、天線增益、電磁環境門限。步驟S103，根據電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，獲取電磁環境的復雜度等級值EO ；本步驟，為實現電磁環境復雜度量級評定的功能，本發明實施例結合空間、時間、頻譜三個特征，進行全面地描述無線通信電磁環境的整體狀況。根據電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，利用電磁復雜環境的復雜度評定算法，計算在基本背景環境下的干擾和各用頻設備間的干擾情況下，電磁環境的復雜度等級值E0。EO為電磁環境的復雜度的初始值，具體為:獲取用頻設備的位置，工作時間、工作頻段，輻射源的位置，工作時間、工作頻段后等參數后，使用復雜度評定算法獲得FO (頻譜占用度，電磁環境的平均功率密度譜超過設定的電磁環境門限所占有的頻帶與無線通信用頻范圍的比值)、T0 (時間占有度，電磁環境的平均功率密度譜超過設定的電磁環境門限所占有的時間與無線通信用時間段的比值)和SO (空間覆蓋率，電磁環境的平均功率密度譜超過設定的電磁環境門限所占有的空間與無線通信空間范圍的比值)三個值，根據F0、T0、S0的值確定電磁環境的復雜度等級值EO，電磁環境的復雜度等級值EO值分為1、I1、II1、IV級，分級標準如表I所示:表I
權利要求
1.一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，包括: 步驟S101，根據用戶需求，確定需要創建的仿真電磁環境復雜度的等級值E，以及設置電磁環境基本配置參數； 步驟S102，獲取待測用頻設備的基本信息； 步驟S103，根據電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，獲取電磁環境的復雜度等級值EO ； 步驟S104，當EO等于E時，則根據設置的電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，生成復雜電磁環境仿真場景；當EO小于E時，調整電磁環境基本配置參數，獲取第i次修正后的電磁環境的復雜度等級值Ei，直至Ei等于E時，然后根據調整后的電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，生成復雜電磁環境仿真場景；當EO大于E時，輸出無法生成復雜電磁環境仿真場景的結果。
2.如權利要求1所述的復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，設置電磁環境基本配置參數，包括:輻射源個數、輻射源類型、輻射源位置、工作時間、工作頻段、發射功率、頻譜占用H)的權重值、時間占有度TO的權重值、空間覆蓋率SO的權重值和傳播模型。
3.如權利要求1或2所述的復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，待測用頻設備的基本信息包括:用頻設備的位置、工作時間、工作頻段、發射功率、天線增益和電磁環境門限。
4.如權利要求3所述的復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，待測用頻設備的基本信息以文件接口方式導入。
5.如權利要求2或4所述的復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，調整電磁環境基本配置參數，是指調整參數FO、TO和/或SO的數值。
6.如權利要求5所述的復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，選擇FO、TO和SO中權重值最高的參數進行修正。
7.如權利要求5所述的復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，當Ei大于E時，從FO、TO、SO中選擇數值最大的參數進行修正，將其參數設置減小；當Ei小于E，從F0、TO,SO中選擇數值最小的參數進行修正，將其的參數設置增大；其中，Ei是第i次修正參數后得到的電磁環境的復雜度等級值。
8.如權利要求6或7所述的復雜電磁環境仿真場景的生成方法，其特征在于，修正參數時，修正后的參數值等于修正前的參數加上校正參數值，首次校正參數值為初始電磁環境設定參數的一半，第η次校 正參數值為第η-1次校正參數值的一半；校正參數值為正數或負數。
全文摘要
本發明公開了一種復雜電磁環境仿真場景的生成方法，包括根據用戶需求，確定需要創建的仿真電磁環境復雜度的等級值E，以及設置電磁環境基本配置參數；獲取待測用頻設備的基本信息；根據電磁環境基本配置參數和待測用頻設備的基本信息，獲取電磁環境的復雜度等級值E0；根據E0、E，生成復雜電磁環境仿真場景。本發明可以分析判斷用頻設備在電磁環境中的可用性，對于復雜電磁環境下的用頻設備的選擇具有一定的指導意義；還可用于研究無線通信系統的電磁環境適應能力，抗干擾能力，可靠性等系統性能方面的分析。
文檔編號G06F17/50GK103235844SQ201310116638
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者譚齊, 莫嫻 申請人:中國電子科技集團公司第三十研究所