天线振颤对gmr—1系统波束选择影响研究和抑制

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1、天线振颤对GMR—1系统波束选择影响研究和抑制　　摘要：针对卫星天线振颤的现象，分析了天线振颤对地球同步轨道移动无线接口（GMR-1）系统波束选择性能的影响，并提出了一种抑制这种影响的改进型波束选择算法。改进算法根据移动地面站（MES）与其所在波束中的网关（GS）的距离动态设置滞后余量。利用OPNET软件搭建系统模型进行仿真验证，结果表明：天线振颤对不同地理位置的MES的波束选择过程有不同程度的影响；传统波束选择过程中，波束选择错误次数随滞后余量和天线最大振颤幅度的增加而增加；改进算法能够显著减少波束选择错误次数，有效抑制天线振

2、颤对波束选择性能的影响。关键词：卫星通信；地球同步轨道移动无线接口；波束选择；滞后余量；OPNET中图分类号：TN927.23文献标志码：AAnalysisandsuppressionofinfluenceonspotbeamselectionofGMR-1systemunderantenna18oscillationConsideringtheantennaoscillationphenomenon，theperformanceofspotbeamselectioninGeostationaryEarthOrbitMobile

3、RadioInterface（GMR-1）systemunderantennaoscillationwasanalyzedandanimprovedspotbeamselectionalgorithmwasproposed.TheimprovedalgorithmcoulddynamicallysethysteresisusingthedistancebetweentheMobileEarthStation（MES）anditsGatewayStation（GS）.Asimulationmodelwasimplementedus

4、ingOPNET.ThesimulationresultsshowthattheMESatdifferentlocationisinfluencedbyantennaoscillationtodifferentextent.Besides，thewrongtimesofspotbeamselectionincreaseswiththeincreaseofhysteresisandthemaximumamplitudeinthetraditionalalgorithm.Finally，theimprovedalgorithmcan

5、reducethewrongtimesofspotbeamselectionandrestraintheinfluenceonspotbeamselectionunderantennaoscillationefficiently.Keywords：satellitecommunication；GeostationaryEarthOrbit18MobileRadioInterface（GMR-1）；spotbeamselection；hysteresis；OPNET0引言对地球同步轨道移动无线接口（GeostationaryEar

6、thOrbitMobileRadioInterface，GMR-1）系统是根据欧洲电信标准委员会制定的GMR-1标准，提供卫星移动通信业务的对地球同步轨道（GeostationaryEarthOrbit，GEO）卫星移动通信系统。正常情况下，能够精确完成所有通信过程。但卫星上的大口径网状天线的弹性形变会导致天线振颤，使波束形成性能、天线指向发生变化[1]，从而对整个系统的通信性能产生影响。正确地进行波束选择是正常通信的前提，因此，基于GMR-1标准[2-6]建立仿真模型分析天线振颤对波束选择影响，以及提出改进算法抑制天线振颤对波

7、束选择性能的影响具有重要意义。18在以往文献中，没有具体分析过天线振颤对波束选择性能的影响，更缺乏针对此现象的抑制措施。文献[7-8]中，作者针对地面通信系统提出了根据移动台的位置信息动态调整滞后余量的切换算法，并进行了仿真研究。文献[9]针对GEO卫星移动通信系统中的高速移动的移动台，提出了一种对平均窗口长度和滞后余量取值进行自适应调整的动态切换算法，并对算法性能进行了评估比较。本文借鉴上述研究，建立GMR-1系统模型，分析天线振颤对波束选择性能的影响，并对GMR-1标准中的传统波束选择算法进行改进，提出了一种可以抑制此现象的

8、动态设置滞后余量的波束选择算法。1天线振颤规律及对波束选择过程的影响本章首先介绍多波束天线的设计以及天线的振颤规律；然后，描述了移动地面站（MobileEarthStation，MES）开机时进行波束选择的过程；接下来，分析天线振颤对波束选择过程的影响以及天线振