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自本世纪初，国际上出现对流层散射重新被重视的形势以来（参见第8章散射通信的应用），不论设备供应商还是设备使用者均面临一个问题：它的应用在增多，然而其传输机理和链路工程计算又十分复杂。如上所述，虽已有可供计算的方法建议，但是这些需要使用者具有丰富的专业知识和技术积累。以笔者经验，工程人员常遇到下列问题：
（1）手头已有的某型设备，在150 km的距离上使用效果良好，设备可搬移，如果将距离拉远20 km如何？若不能正常通信，那么降速一半能否解决？这个问题往往需要在野外立刻回答，但目前若是没有个人计算机随身携带，使用人员很难做到了然于胸。
（2）在地形类似的某个区域（同一气候区），已有某型设备为参照，一旦用户要求容量、距离等指标的更新，能否立刻回答目前的技术手段可否满足用户需求，以及如何便捷地对设备指标提出改进？
第一个问题更多地由使用人员或培训人员提出，它说明现有公式不够直观、不易记忆；而第二个问题则是设计层面的，即现有的算法还没有包含如何估算解调门限、设备能力、工程损失等方面的内容。
上述两例反映的另一个更深层的问题是近年散射通信应用的发展趋势，即战术可搬移站型已经占据主导地位。它的特点是两站距离较近、地势差小，并不借助某一特殊地形（比如尖峰绕射、站址上山）实现互通，而是需要保证在一定地域范围内“可用”，所以链路的可通性往往以平地设站、近于光滑球面为参照进行计算。此外，目前实际采用的频段不外乎C、X、Ku几段，它的地反损耗、介质耦合损耗、大气吸收衰减不外乎几个经验值，所以并非所有人员都需要深入理解传统的冗长计算及修正过程。这不同于以往固定站的设计过程只有专业人员参与其中，而是包括设备使用者（通信参谋和战士）、培训人员、市场策划者、销售人员以及售后在内的从业者都希望掌握该项技术，在这个意义上，它不仅是一项严谨的理论研究工作，还是一项并非“阳春白雪”的实用技能。
下面介绍笔者提出的散射传输系统性能简便计算公式集，它包括长期中值传输损耗，链路门限参数，传播可靠度三个方面。中国电科54所作为散射通信系统的供应商，也非常希望藉此能为用户提供一种方法简捷、概念清楚、精确度不低于传统方法的口算或笔算方法，以促进散射通信技术的应用普及。
链路长期中值传输损耗是链路设计的基础参数，在计算过程中，NBS-TN-101和CCIR方法使用了链路的散射角、散射体高度等参数，而普通用户往往只了解链路的大圆距离，其他概念并不清楚（所以也无从计算）。为解决该问题，下列公式假设天线为车载或三角架安装、地形近乎光滑球面，即平地设站，在此基础上对NBS-TN-101的计算结果进行拟合，传输损耗及其他相关公式的拟合原则如下：
（1）精度足够。
（2）选择最简单的初等函数以便记忆和口算，尽量不使用幂函数、指数函数等不能口算的公式。
一旦得到平地设站的数据，可以再按通信距离计算由于遮挡造成的天线波束抬高损失，或根据L. P. Yeh公式估算。
1.长期中值传输损耗参考值
在大气折射指数最小月均值 N s 为310的地区，若频率 f 为4700 MHz，天线架高4 m（典型的机动散射通信应用情况，此时地面反射的影响很小故可忽略），链路长期中值传输损耗的参考值在200 km时为222 dB；80～200 km范围内每缩短1 km减少约0.16 dB；在200 km以外每延长1 km增加约0.08 dB，即
其中， d 为两站大圆距离，单位为km。若不分段计算可用下式：
以上两式假定大气吸收损耗为1.5 dB（典型情况），不考虑地面反射的影响，计算结果与NBS-TN-101相比误差在1.5 dB之内，见图3-3。对散射通信而言，作为一种半经验公式1 dB左右的计算误差完全可以接受，而计算简化、便于记忆所带来的优点是非常明显的。计算式（3-70）中 L ref 对 d 的导数可得距离为 d 时每千米 L ref 的变化量，它比式（3-69）的0.08 dB/km或0.16 dB/km的粗估值更精确。
图3-3 长期中值传输损耗参考值
2.长期中值传输损耗参考值计算公式扩展
当 N s 在270～380时，式（3-69）或式（3-70）应增加修正项Δ ns ，单位为dB：
Δ ns =- k ( N s -310)
（3-72）
其中的 k 是与距离 d 有关的校正因子，
k =0.12+6× 10 -5 d
（3-73）
上式的物理意义是距离越远 N s 对损耗的影响越显著，距离每增加100 km，校正系数在0.12的基础上增加0.006。典型的100 km距离上， k 为0.126，它比L. P. Yeh公式的系数0.2要小。若 L ref 选择式（3-70）计算，按式（3-72）对 N s 进行修正之后，简算公式与NBS-TN-101计算结果的误差如图3-4所示。
图3-4 N s 修正后简算公式的误差
若使用频率 f 不是4700 MHz，还应增加频率的修正项Δ f ，单位为dB：
Δ f =30 lg( f /4700)
（3-74）
Δ f 与频率的3次方成正比，即频率提高一倍，损耗增加9 dB。
最后长期中值传输损耗的基本值为
L bsr = L ref +Δ ns +Δ f
（3-75）
3.长期中值传输损耗气候区修正
先回顾NBS-TN-101与CCIR方法中与通信距离 d 、频率 f 以及发/收天线等效高度 h et / h er 有关的物理量—等效距离 d e ，根据式（3-62）和式（3-63），当 f 在5～15 GHz时， d s 为12.2～17.6 km，天线架高4 m时视通距离约17 km，二者的之和 d s + d l 在30 km左右，因此在多数天线架设不太高的情形下，实际通信距离 d 都比 d s + d l 远，故等效距离 d e 计算式（3-64）可写为
h et 、 h er 为天线等效高度，在光滑球面上可用实际高度代替，单位为m。对于天线架高4 m、C～Ku频段的情形， d e 可按 d +100 km 对待。
参考值 L ref 的计算只考虑了最小月均值 N s 变化的影响，长期（如全年）的中值传输损耗 L 0 还应考虑链路所处气候区的影响，即
L 0 = L bsr - V ( d e )
（3-77）
修正项 V ( d e )的单位为dB。在温带、亚热带大陆性及海洋性气候区 V ( d e )为正值，在赤道、撒哈拉沙漠区 V ( d e )为负值。当等效距离 d e 为250～300 km时 V ( d e )最大。
最后给出3条方便记忆的结论：
（1）对于天线架高4m、C～Ku频段的可搬移站， d e 近似为 d +100 km 。
（2）我国中西部可参照温带大陆性气候修正， d e 为250 km（或 d 为150 km）时取得最大值4dB，若 d e 增大或减小，可按每百千米减小2 dB直至 V ( d e )减小到零估算。
（2）我国东部可按参照陆地温带海洋性气候修正， V ( d e )最大不过1 dB，故也可忽略之。
在瑞利快衰落模式下，散射传输误码率是可以计算的，但很不简明。工程上需要一种精度较高、概念清晰、步骤简单的不同分集条件下的误码率计算公式，对此中国电科54所提出的公式如下。
1.分集重数与归一化信噪比计算公式
在不使用FEC的条件下，工程上常将BER=1× 10 -4 作为链路能够无失步稳定工作的设计门限，此时分集重数 N 与所需的平均归一化信噪比的关系由下式给出：
E b / N 0 单位为dB，在 N 为2～16时误差小于0.5 dB。如果要求BER=1× 10 -5 的传输质量，式（3-78）中的常数70应增大为85，见图3-5。式（3-78）的计算误差在0.6 dB以内，如图3-6所示。如果使用FEC，可以在（3-78）求得的 E b / N 0 的基础上减去编码增益，关于变参信道纠错编码的细节可以参考第7章。
图3-5 一定BER门限下分集重数与 E b / N 0 的关系
图3-6 式（3-78）的计算误差
2.门限接收电平的计算公式
若传输速率为 r Mb/s，接收机每个通道所需的理论门限接收电平为Th( N , r ) dBm：
Th( N , r )=-114+ N f + E b / N 0 +10 lg( r )
（3-79）
其中
用式（3-78）计算，
N
f
为接收机噪声系数，在C频段
N
f
为1.5～3 dB。
3.介质耦合损耗
介质耦合损耗 L g 是由前向散射场波前不一致而造成的天线增益损失（又称多径耦合损耗），它使设备能力降低。 L g 是通信距离与天线波束角（或使用天线增益）的函数，在天线无架高、通信距离200 km以内、3 dB波束宽度大于2°时， L g 在1 dB以下，故多数情况可忽略。但通信距离达到300 km以上或3 dB波束宽度小于1.5°时 L g 迅速增加，建议使用美军对流层散射系统设计手册中的图表（柯林斯图表法）查询。详见附录B。
4.链路中值电平余量的计算公式
定义链路中值电平余量为 M 0 ，它的计算公式如下：
M 0 = P + G t + G r - L 0 -Th( N , r )- L g - L p
（3-80）
式中， M 0 的单位为dB； P 为发射功率，单位dBm； G t 、 G r 为发、收天线增益，单位dBi； L 0 、Th( N , r )、 L g 意义如前所述； L p 为工程实践中不可避免的其他损失，如天线架设间距不足引起分集效果退化、modem解调损失等，单位为dB。对抛物面天线，建议天线增益用下式估算（口面效率0.56），单位为dB：
G t / r =20log(π D / λ )-2.5
（3-81）
式中， D 为天线口径， λ 为波长，单位均为m。
1.链路长期传输损耗的标准差
散射链路围绕长期中值的功率慢衰落可视为服从对数正态分布，其标准差 σ 在 d e 为200～280 km时有最大值，对于频率在1 GHz以上建议简算公式为
其中的sin( x )部分按度计算，系数的取值与气候区有关，见表3-2，等效距离 d e 和 D m 的单位都为km，参数 D m 的取值也参见表3-2。该表使用的气候区定义与NBS-TN-101相同：1为温带/亚热带大陆性气候；2为陆上温带海洋性气候；3为海上温带海洋性气候；4为陆上亚热带海洋性气候；5为撒哈拉沙漠；6为赤道区。需说明的是，1、2类气候区链路资料多、可信度较高；其他气候区资料少、仅供参考。
表3-2 计算传输损耗标准差的参数
2.传播可靠度的简便估计
令归一化电平余量为
M 0 = M 0 / σ
（3-83）
则传播可靠度为
当
为0.5～2.32时，cf
大致为70%～99%，该区间是散射通信可靠度最关注区间。例如，美国散射通信装备供应商经常使用90%、99%两档可靠度，一方面是由于散射通信链路的年变化很大，要达到99%以上的可靠度所需的设备能力储备太大，就既有的天线口径、功放功率而言，制定99.9%或更高的可靠度指标很不现实。这与微波接力线路常要求99.99%甚至99.999%的可靠度有明显区别。另一方面，90%的可靠度指标并不是指设备在一天或一小时的间隔内即有10%的时间内不能使用；而是指全年12个月中，有10%的月份（1.2个月）可能通信效果不佳，而这1.2个月在北半球是冬季最冷的12月～1月。换言之，对于目前机动应用的车载式散射通信设备，如果以90%的可靠度考量所支持的通信距离或通信容量，在多数时段内更具指导意义，只是在冬季最冷月时要注意降额使用。
当
为0.5～2.32时，cf
可用式（3-85）简便计算：
可靠度误差在±0.4%以内，其中的2(3- M ) 3 项是链路中断百分比，见图3-7。
0
图3-7cf
的拟合曲线及误差
若余量
M
0
超过2.32，则可靠度cf
大于2个9（99%，3个9为99.9%，以此类推）；在cf
为
β
个9（2≤
β
≤6）时，
β
的简算公式如下，
β
的计算误差小于0.3，见图3-8：
（3-86）
图3-8 传播可靠度为 β 个9的拟合曲线