卫星移动通信信道研究及性能仿真

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1、电子科技大学硕士学位论文卫星移动通信信道研究及性能仿真姓名：胡君申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：吴诗其20041218电子科技大学硕士论文摘要移动卫星通信系统是下一代移动系统中必不可少的一个组成部分，本文对移动卫星通信系统中的部分关键技术一信道模拟技术、信道编码技术、交织技术、非线性效应进行了研究，对目前航空领域的发展热点一航空移动卫星通信进行了综合性的分析，并对它的信道特点和信道模型进行了研究。本文首先对移动卫星通信系统进行了概括性的介绍，分析了移动卫星通信系统的特点及与一般移动通信系统的相比的特殊性。

2、并且对移动卫星通信系统的设计重点和设计难点进行了分析。概括性地介绍了移动卫星通信信道的特点一时变、存在多径效应、遮蔽效应和多普勒频移。然后介绍了经典的移动卫星通信信道模型，分析了这几种经典信道模型的特点；其次对移动卫星通信信道上的通信技术一信道编码、交织技术进行了分析；再次，对卫星通信中的放大器非线性特性进行了简单的分析；最后，分析了航空移动卫星通信的信道特点，并提出了研究重点。因此，本章重点是对本文研究内容的国内、外现状进行了分析，并提出本文的研究意义和全文结构安排。提出了高斯色噪声的模拟方法，并确定了具有较好逼真度的

3、路径数量。在此基础上，给出了其它移动卫星信道建模常用的分布函数一Rayleigh、Lognormal和Rice的仿真模型，经过与理论概率分布函数的比较，验证了仿真模型的有效性。分析了3种经典的信道模型，在参考C．hoo模型的基础上，提出了基于实测数据的UHF频段的信道模型；给出了不同通信仰角下的信道参数，并经过最小二乘拟合，给出了信道参数全仰角下的拟合公式，使信道模型具备了一定的通用性；经过仿真运算，得到了信道的一阶和二阶特性一累计概率分布、电平交叉率和平均衰落时长，并将仿真数值与实测数据进行比较，从而验证了本文提出信道

4、模型及相关参数的有效性。移动卫星通信系统为功率受限系统，为了增大系统容量，设计的系统链路裕度均不大，通常链路裕度仅为10dB左右，而在移动卫星通信系统中，当移动终端工作在小仰角时，信道传输所造成的信号衰落可达到25—30dB。因此需要采用相关的通信技术以保证一定的通信QoS。本文在信道模型的基础上，完成了小仰角下移动卫星通信系统性能的改善研究。对信道编码和交织技术(时间分集技术的一种)进行了研究，在理论分析和仿真计算的基础上，提出了交织技术的关键参数一交织深度的设计标准，给出了相应的数学解析式，得到通信仰角越小，所需的最

5、佳交织深度越大这一结论，并对卷积编码的解码深度进行了分析；通过仿真运算，得到了采用卷积编码和采用最佳深度的交织技术后对系统性能的改善。本文对星载放大器进行了分析，在经典的Salch非线性模型的基础上，提出了1电子科技大学硕士论文一种包括移动卫星信道模型、滤波器和放大器在内的综合信道模型；比较了QPSK和OQPSK这两种常用的调制方式下系统的性能；通过理论分析和仿真计算，得到不同通信仰角下放大器的重要参数一最佳回退值的选择，并得到通信仰角越小，最佳的回退值越小这一结论；对滤波器的滚降因子进行了分析，给出了最佳的滤波器滚降因

6、子范围。在对航空移动卫星通信(AMSS)的过去、现状和将来以及AMSS关键技术及发展趋势进行分析的基础上，提出了AMSS的主要业务及应用；分析了AMSS系统通信信道的特殊性，提出了一种全新的包括各种影响因素在内的AMSS信道模型，并给出了飞行的两个重要阶段一起飞／降落和巡航阶段的模型参数，并对累积概率密度函数进行了仿真，得到了相应的结果。最后，本文对整个研究工作进行了总结，并展望了移动通信技术的发展为人类带来的美好未来。2电子科技大学硕士论文AbstractMobilesatellitecommunicationsyst

7、emisanecessarypartofnextgenerationwirelesscommunicationsystem．Someofthekeytechnologiessuchaschannelmodelsimulation，channelcoding，interleavingandnonlineareffectstudiedinthispaper，andcurrentpopularstudyinaviation—AviationMobileSatelliteSystemhasbeenanalyzed，plus，it

8、schannelcharacterandcorrespondingsimulationmodelhasbeenstudiedFirstly,thepaperhasalloverviewofmobilesatellitecommunicationsystem，analyzesitscharacterandthepecu