17 HAP 覆盖特性与链路损耗特性分析

HAP 覆盖特性与链路损耗特性分析

1. HAP平台高度：17~22km之间。HAP通信业务的覆盖区域取决于覆盖区边缘至平台的仰角，仰角越小，覆盖区域越大。覆盖区内不同地点的用户至平台的距离差别也越大。
2. HAP和终端几何关系：
   
   B：地面终端的位置，A是地球的中心，R是地球 的半径，D是平台的位置，H是平台的高度，$\epsilon$占是仰角．
   地心角${\theta }_0$和仰角$\epsilon$的函数关系
   $$cos{\theta }_0=\frac{co{s}^2\epsilon }{H/R+1}+sin\epsilon (1-\frac{co{s}^2\epsilon }{(H/R+1{)}^2}{)}^{\frac{1}{2}}$$
   平台在地面覆盖区域的面积S以及平台与地面终端之间倾斜路径d的表达式：
   $$S=2\pi R^2(1-cos{\theta }_0)$$
   $$d=\frac{(R+H)cos{\theta }_0-R}{sin\epsilon }$$
3. 平台高度为21 km时，不同的地面天线仰角所对应的服务区面积、空间传输距离、与 90°仰角相比的传输损耗增益如下表：

4. 单个HAP的最大覆盖面积与仰角的关系
   
5. H=22km时路径损耗与仰角的关系
   
6. 降雨衰减同降雨率和仰角的关系 （具体推导公式见文献）
   
   参考文献:杨明川,姜义成,郭庆,等. 低仰角动态环境下高空平台站通信信道的衰落特性[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）,2009,37(1):27-33. DOI:10.3321/j.issn:1000-565X.2009.01.007.