寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道的研究與模擬實(shí)現(xiàn).pdf

1、陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)飛速發(fā)展,第四代陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)已經(jīng)開始大規(guī)模組網(wǎng)并且商用,第五代也開始了全面的研究,數(shù)據(jù)傳輸速率和載波頻率都在不斷提高。同時(shí),衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)也發(fā)展到了以提供高速寬帶Internet的接入和無線多媒體通信服務(wù)的第三代,衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)正朝著信號(hào)寬帶化和載波的高頻化演進(jìn)。寬帶信號(hào)將經(jīng)歷頻率選擇性衰落,引起碼間串?dāng)_,使得信號(hào)波形失真,而衛(wèi)星系統(tǒng)中的高頻載波在通過大氣層與地面站進(jìn)行信息傳輸時(shí)將不可避免地受到大氣吸收損耗、降雨

2、衰減、電離層閃爍等影響。因此,寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道特性的研究對(duì)于提高寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)服務(wù)質(zhì)量具有重要意義,本文從以下幾方面進(jìn)行研究。
　　首先,分析了無線電波的傳播機(jī)制,包括多徑效應(yīng)、陰影遮蔽、多普勒頻移的形成原因及其對(duì)電波信號(hào)的影響,并研究高頻信號(hào)在星地鏈路傳播過程中大氣損耗、降雨衰減對(duì)其影響,并對(duì)這些影響進(jìn)行量化分析,建立統(tǒng)計(jì)模型,對(duì)成都地區(qū)的降雨衰減進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn),對(duì)比分析了星地之間的通信仰角、工作頻率和降雨率對(duì)降雨衰減的不同

3、影響,給出了Rician、Rayleigh和Lognormal概率分布函數(shù)的推導(dǎo)及其物理意義。
　　然后,介紹了寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道與傳統(tǒng)的窄帶衛(wèi)星移動(dòng)信道的區(qū)別,研究了寬帶信號(hào)頻率選擇性衰落的形成原因,給出了基于廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型的寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道沖擊響應(yīng)函數(shù),進(jìn)一步建立了基于抽頭延遲線原理的寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道模型,重點(diǎn)研究了成形濾波法、正弦波疊加法和隨機(jī)數(shù)生成法模擬平坦性衰落信道并進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)現(xiàn),對(duì)正弦波疊加法進(jìn)行了改進(jìn),

4、對(duì)于每個(gè)正弦波的頻移和相移引入隨機(jī)性,使得模擬得到的平坦性衰落序列更符合實(shí)際情況,對(duì)建立的寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道分別從時(shí)域和頻域進(jìn)行了仿真分析,并和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)特性的對(duì)比,驗(yàn)證了所提模型的正確性。
　　最后,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于STK和MATLAB GUI的寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道模擬器。該模擬器的信道模型采用本文建立的基于抽頭延遲線的寬帶衛(wèi)星移動(dòng)信道模型,對(duì)使用到的STK衛(wèi)星工具包進(jìn)行了二次開發(fā),利用其強(qiáng)大的分析報(bào)告能力實(shí)時(shí)地計(jì)算出衛(wèi)星通信