大气信道仿真

资 源 简 介

大气信道仿真

详 情 说 明

大气信道仿真在激光通信系统中扮演着关键角色，特别是研究不同天气条件下激光信号的衰减特性。通过建立精确的仿真模型，我们可以预测恶劣天气对通信质量的影响。

大气信道仿真主要关注三个核心要素：大气介质特性、激光波长以及气象条件。其中米耶散射理论是处理球形粒子（如雨滴）散射问题的经典方法，相比瑞利散射更适合激光波长接近雨滴尺寸的情况。

雨滴尺寸分布模型直接影响散射计算精度，M-P（Marshall-Palmer）负指数分布是最常用的雨滴分布模型之一。该模型假设雨滴粒径呈指数衰减分布，参数随降雨强度变化。OSS（Oguchi-Sekine-Shindo）模型则是改进版本，考虑了不同雨型对分布的影响。

仿真实现时需要构建完整的物理链路：从激光发射端的功率参数开始，计算经过大气路径时的衰减。主要衰减因素包括雨滴散射吸收、气体分子吸收以及气溶胶影响。对于降雨场景，需要根据降雨强度计算单位体积内的雨滴数量分布，再结合米耶理论计算单粒子散射特性，最终积分得到路径总衰减。

这类仿真结果可应用于星地激光通信、自由空间光网络等系统的可靠性评估，为链路预算和容错设计提供理论依据。通过调整仿真参数，可以对比分析薄雾、中雨、暴雨等不同气象条件下的信号劣化程度。