卫星通信系统中邻星干扰协调技术的-研究

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1、南京邮I乜人学硕I‘研究生学位论义粥一章绪论比值(AT／T)小于6％，则这两个卫星网络之间不需要进行协调，反之则必须进行协调。这项准则在卫星通信发展的早期和中期，无疑是切实可行的。然而在目前这样的全球卫星系统快速发展的背景下，上述准则作为判断两个静止卫星网络之间是否需要进行协调的依据存在较大的困难。事实上，近些年各国向ITU申报的卫星网络数量猛增，并且其网络特性也更加复杂，ITU无法继续采用以往的方法来处理这些资料f¨l[121。国内有些专家为了简化邻星干扰协调的计算，引入卫星通信协调弧的概念。所谓协调弧是指：对于一个静止卫星网络，在其标称轨道经度的设

2、定值范围内的同频段其他卫星网络，是该卫星网络需要去协调的对象，对超出设定值范围的同频段其他卫星网络，则原则上可以不去考虑其有关协调问题，这个设定值即称为该静止卫星网络的协调弧。显然，通过协调弧的方法，ITU只需对比静止轨道上同频段卫星的空间间隔大小，就可以确定各国有关卫星网络之间是否需要协调，省去了大量而繁琐的干扰计算I¨J。另外，国内外在邻星协调方面大致有这样的共识，即两个同频段、共覆盖区的静止卫星之间的最小轨位间隔为2度03]。事实上，目前国内外对这种新型USAT卫星通信系统的邻星干扰研究甚少，针对这种USAT网络的协调过程也并没有一个标准的协议。

3、因此本文针对USAT卫星通信系统所作的邻星干扰研究具有相当的意义。1．3课题的研究目的本课题通过对卫星通信系统的概述，以本卫星通信实验室USAT卫星通信系统中的便携式地球站的研发作为课题基础，研究邻星干扰的产生原因，并在建立邻星干扰系统模型的基础上深入分析邻星干扰对卫星链路性能的影响，提出一种新的干扰计算方法，以便于为将来USAT通信系统中干扰协调的标准提供一定的参考。1．4本文的内容安排本论文通过对由于VSAT及USAT广泛应用而加剧的邻星干扰进行研究，总结了几种邻星干扰的模型，并选取其中最基本的一个模型推导了链路误码率与两条路径信号能噪比的关系表达

4、式，利用matlab仿真工具研究了邻星干扰对链路可用度性能的影响，最后利用本文所提的干扰计算方法对广州地区的邻星干扰进行计算，得到的结论与实际情况相符。全文共由7章组成，每章的内容安排如下：2南京115IU人学坝l!例究生学位论义第一节绪论第一章本章简要分析了卫星通信系统中邻星干扰产生的原因，介绍了国内外邻星干扰协调准则以及实际协调的一些参考方法。．第二章本章在介绍卫星通信的基本概念和组成的基础上，重点描述了VSAT和USAT卫星通信的工作原理，通过卫星地球站小型化的趋势反映邻星干扰研究的紧迫性。第三章本章在介绍卫星通信中各种干扰的基础上，引申出研究邻

5、星干扰的重要性，并利用ITU定义的邻星干扰，归纳和总结出了几种邻星干扰模型，涉及到静止网络与非静止网络。第四章本章主要系统研究了静止轨位邻星干扰产生的原因，分析了中国上空卫星轨位的占用情况，重点研究了轨位间隔角与链路夹角的关系，以及链路夹角对邻星干扰的影响，并利用仿真工具分析不同干扰程度下的链路CNIDR。第五章本章对邻星干扰进行建模，推导了链路误码率在2PSK解调模型下与两条链路信号能噪比的数学关系，进而推导了链路误码率与链路可用度的关系。然后利用ITU雨衰预测模型，从不同轨位间隔、不同雨衰地区、不同工作频段等方面，研究了邻星干扰对链路性能的影响，得

6、到了一些具有实际价值的数据与结论。第六章本章介绍了向ITU进行卫星频率和轨位资源申报的一般程序，总结了一些降低邻星干扰的方法。第七章本章针对中卫l号和中新1号在中国东南部存在着邻星干扰可能性的问题，选取广州地区的不同口径地球站作为邻星干扰计算研究对象，得到了中卫l号和中新1号两颗卫星实际上不能在共覆盖区同频工作的结论，这与实际的情况是相符的。中卫l号由于其协调地位低于中新1号，关闭了一半Ku转发器，造成了巨大的经济损失。自京∞屯^#ⅫlmR§≠Ⅱ*女*。々VSATp星通f．：系统总**t第二章VSAT卫星通信系统总体概述2．1卫星通信系统概述211卫星

7、通信的概念2111卫星通信的定义卫星通信是指利用人造地球卫星作为中继站的一种特殊的微波中继通信方式”l，如图2-1所示，它表示在一颗通信卫星天线波束覆盖的地球表面区域内各种地球站通过卫星中继、转发信号进行通信的情况。2l12静止卫星通信图}1卫星通信示意图目前．绝大多数通信卫星是地球同步卫星(静止卫星)。它的运行轨道是赤道平面内的圆形轨道．距地面约36000km。它运行的方向与地球自转的方向相同．绕地球旋转一周的时间，即公转周期恰好是24小时。图2—2是静止卫星与地球相对位置的示意图。从卫星向地球引两条切线，切线夹角为174度，两切点间的弧线距离为18

8、i00km，在这个卫星电波波束覆盖区内的地球站均可通过该卫星实现通信。若以120度的等间距在静