Ka频段卫星通信信道建模及系统性能仿真

本文给出了卫星通信系统设计,建模和仿真的一般方法,重点是Ka频段卫星通信信道的建模及仿真,我们首先分析了Ka频段卫星通信信道的统计特性,建立了信道的统计模型,然后在此基础上建立了Ka频段卫星通信信道及系统的仿真模型,并进行了系统性能的仿真,最后利用分析法分析推导了相干BPSK信号在Ka频段的系统性能,并与仿真结果进行了比较,得出了有用的结论。     

Ka频段卫星通信网传播衰落效应研究

Ka频段卫星作为未来卫星通信发展的主要频段，但其面临的信道衰落是比较严重的，因此对信道传播衰落效应进行研究是十分必要的。本文在对Ka频段卫星通信的信道模型分析的基础上，利用分析法导出了相干BPSK信号在Ka频段的系统性能，并进行仿真，得出了明确的结论。     

Ka频段卫星通信的信道特性与仿真技术

分析了ka频段静止卫星通信和移动卫星通信的信道特点;研究了信号经过两类信道后的幅度和相位概率分布;给出了适合Ka频段通用的信道仿真模型。利用该模型,通过Montecarlo仿真采用BPSK调制信号对静止卫星的通信信道进行了计算机仿真,得出了仿真结果。     

Ka/EHF频段卫星信道传输特性研究

为了获取更高的可用带宽,使用更小的天线口径并获得更强的抗干扰能力,Ka频段在军事卫星通信系统中已经得到广泛的使用,并正在向EHF频段发展。在Ka频段的卫星通信系统已经被建立,但更高的EHF频段对卫星通信系统来讲仍是一个尚待研究的领域。EHF频段降雨损耗、多普勒频移等因素对系统设计所造成的影响必须充分考虑,因此对EHF频段的信道特性分析是未来极高频卫星通信系统设计的关键之一。在研究Ka频段信道传输特性的基础上,对EHF频段的信道传输特性作了初步的研究和探索。     

Ka频段卫星通信系统降雨衰减分析

Ka频段卫星通信因其具有可提供的带宽大(3.5GHz)、通信容量大、波束窄、终端尺寸小,轨道平面内可容纳的卫星多和抗干扰能力强等优势成为未来卫星通信的必然趋势。Ka频段卫星通信面临的一个巨大挑战在于它受气象因素的影响大,这一度使研究人员认为Ka频段卫星通信是不可能实现的。降雨、闪烁、大气吸收等因素都会导致Ka频段地空链路信道质量的恶化。根据Ka频段卫星通信的特点,分析了降雨衰减的特性,提出了几种抗雨衰的办法。     

基于Ka频段的自适应MIMO调制算法

这里研究了一种应用于Ka频段卫星通信信道的自适应多输入多输出(MIMO,multiple-Input multiple-Out-put)调制算法,不同于一般Ka频段卫星通信的信道衰减补偿算法,该算法主要是能根据不同天气条件,利用MIMO系统的接收信噪比自适应的转换调制方式,以维持一定的目标比特率为目标,从而获取较高的系统吞吐量。仿真结果表明,该算法能有效应对Ka频段固定卫星通信信道下的严重信道衰落,兼顾系统性能和频谱效率,得到较高的吞吐量。     

UWB卫星通信系统与窄带系统互扰分析

UWB技术在卫星通信领域推广应用的瓶颈是UWB卫星通信系统与窄带系统的互扰问题。研究了正弦调制高斯脉冲在卫星信道应用的时频域特性,提出了Ka频段UWB卫星通信信道模型,建立UWB卫星通信仿真系统,研究了UWB卫星通信系统和窄带系统在互扰条件下的误码特性,得到了影响互扰的关键因素,提出了适合卫星通信信道传输的UWB信号设计参数,论证了UWB卫星通信系统与窄带系统共享频谱的可行性。     

Ka频段卫星通信雨衰特性分析与改进措施研究

Ka频段卫星通信中,降雨引起的信号衰减对通信链路的通断起着非常重要的作用。本文详尽分析了Ka频段卫星通信信道的电波传播特性,重点分析了降雨对卫星通信的影响,并提出了Ka频段抗雨衰的各种对策。     

Ka频段卫星通信自适应传输技术

随着经济的日益发展,传统的C频段、Ku频段已经无法满足生活和社会活动的通信需求,因此带宽更大的Ka频段成为近年来的发展方向.由于通信信道条件对Ka频段卫星通信的影响很大,所以克服通信质量的干扰成为Ka频段通信的主要工作.本文在Ka频段卫星通信中给予LDPC码的自适应编码调制(ACM)技术及功率控制技术进行了研究.     

串行级联Turbo码在Ka频段卫星通信中的仿真研究

在分析Ka频段静止卫星信道特点的基础上,建立了信道仿真模型并进行了基带仿真,研究了不同天气条件下静止卫星通信系统的误比特率性能,基于这一模型通过仿真研究了串行级联Turbo码在静止卫星信道条件下的性能。仿真结果表明,除了中雨、雷雨等恶劣天气状况之外,在通常的天气条件下,串行级联Turbo码可以提供约10dB左右的编码增益,可有效改善系统性能。     

有效的Ka波段移动卫星信道综合模型研究

为了更加准确地描述卫星移动通信信道的衰落特性,提出了一种新的Ka波段卫星移动通信信道综合模型。首先在分析移动卫星信道传播特性的基础上,考虑多径衰落、阴影遮蔽及天气影响等因素,建立了服从Gaussian分布的大气空间模型,推导出服从Rice、Rayleigh和Lognormal联合分布的地面信道模型。然后利用卫星信道环境中大气空间部分与地面部分对信道特性的影响是彼此相互独立的性质,提出了一种在大气空间持续影响下的移动卫星信道衰落特性综合模型。并就不同天气条件和不同阴影遮蔽程度下,综合模型的误码率特征与系统误码率理论上限进行仿真对比,得出了相一致的结果,验证了该信道综合模型的合理性和正确性。     

多场景卫星通信信道动态建模与仿真实现

面向智慧海洋、智慧农业等垂直行业场景的广覆盖无线接入需求,低轨卫星通信因其可靠的连接性、更宽广的覆盖能力以及超大带宽连接的巨大潜力而成为了下一代移动通信技术的重要组成部分.目前,针对低轨卫星通信的系统性信道建模流程与仿真方法仍相对匮乏,对于低轨卫星信道的高动态特性仍缺乏有效的建模方法,且大多模型仅能支持单场景通信环境.基于此,本文提出了一种模块化、高动态的多场景卫星通信信道建模机制,并据此设计实现了一套动态卫星信道建模仿真系统.该系统实现了流程化的建模思路,并引入了基于卫星信道高动态特性的动态参数更新方法.所设计的卫星通信信道建模与仿真机制能够生成卫星通信的信道大、小尺度参数与信道冲激响应,且对不同场景具有较好的适用性.     

针对线性群时延畸变的加权多模盲均衡算法

群时延失真是影响卫星通信系统误码性能的重要因素之一。本文分析了高速卫星信道的线性群时延模型,依此模型提出了改进的加权多模盲均衡算法(MWMMA)。该算法引入Sigmoid函数的变形形式,构造了加权幂指数随迭代误差自适应变化的函数关系,在不需要通过大量仿真实验预先确定模式转变门限值的前提下,利用迭代误差的递减实现算法从MCMA模式通过多模自适应切换为DD模式。通过对多种算法的仿真比较,得到该算法不仅能使通过群时延信道的16QAM信号收敛集中,而且具有更小的稳态剩余码间干扰;同时,基于该算法对64QAM和256QAM传输信号的均衡仿真结果,验证了该算法对高阶QAM信号的均衡具有一定的适用性。      

UHF频段卫星移动信道建模与仿真

分析了UHF频段卫星移动信道衰落特性,分析了4种典型场景下多径分量的多普勒功率谱和多径时延功率谱。利用WSSUS模型,结合电离层闪烁和阴影效应的程度,分别建立了4种场景下的信道模型。根据理论计算和参考文献分析了不同场景下信道的参数,对卫星移动信道模型进行了仿真,并给出了不同场景的误码率性能曲线。仿真结果表明,该信道模型能够真实反映UHF卫星移动信道的特性,对于卫星移动通信系统关键技术的研究具有指导意义。     

低轨卫星通信电波传播的双线模型

从陆地移动通信中电波传播的双线模型出发,根据低轨卫星通信的特点,提出了一种适用于低轨卫星通信电波传播的双线模型.通过对模型的分析和计算,得出了自由空间衰减随卫星仰角变化的规律.在仿真过程中,假设了接收机在卫星轨道面内和轨道面外两种情况,分别对TE波和TM波的路径增益进行了讨论.结果表明,由于地面反射的存在,自由空间的衰减在只有直视路径的基础上产生了起伏振荡.合理利用这些规律,对于低轨卫星信道建模和卫星通信接收机设计具有一定价值.     

自相似业务流下的星上交换全局优化缓冲分配算法

针对空间信息网络星上交换节点缓冲资源有限,提出一种适用于星上交换的缓冲优化分配算法。采用了Crossbar交换模型,在此基础上建立了虚通道自相似排队模型,通过计算每个虚通道缓冲溢出概率并采用遗传算法来实现缓冲资源全局优化分配。仿真结果表明,与均匀分配算法和贪婪分配算法相比,新算法具有更好的延时性能,在同等分组平均时延、业务流自相似程度为0.6和0.8的情况下,新算法比均匀分配算法可分别节省24.5%和26.4%的缓冲资源,并且分配效率比贪婪分配算法提高约21.9%。     

Performance Modeling for Packet Networks with Satellite Overflow Channels

In a packet network using medium speed terrestrial connectivity, average end-to-end delay can be reduced by using highspeed satellite overflow channels despite their propagation delay. To investigate networks of this type analytically, we derive a new basic queueing model for overflow systems with buffered traffic. The simple, closed-form expressions facilitate analysis. Approximations are developed for multiple primary systems with a single overflow channel; these agree with simulation. Using the overflow model analysis indicated the following. The reduced queueing delay to the high capacity overflow channel more than compensated for propagation delay. Inherent, broadcast transmission capabilities of satellite channels reduced overall network delay. The high capacity overflow channels permit networks to withstand substantial nodal imbalance and overloads.     

TCM-8PSK在非线性卫星信道下的误码性能研究

首先推导了TCM-8PSK信号在带限非线性卫星信道下的误码率性能。其次，运用Maflab中的动态仿真工具Simulink（仿真验证了误码率性能推导的正确性并在Saleh非线性模型下分别寻找到QPSK及TCM-8PSK的最佳工作点。最后，提出了改善非线性失真的均衡算法并给出了仿真结果。推导及仿真结果表明，研究非线性条件下的调制编码问题是十分必要的。     

Modelling and simulation of a Ka-band DBPSK/DQPSK mobile satellite channel

For the prospective personal satellite communications in the early 21st century, this paper presents a general exploration of a K_a-band DBPSK/DQPSK land-mobile satellite channel model and its BER performance from system design, modelling and simulation. A forward-link (i.e. outbound from the hub) channel design is introduced in brief. A complete model of channel multipath fading and shadowing is proposed for the first time, including a basic model and various derivative submodels corresponding to different actual propagation environments. Computer simulation results are given for a Rician channel model, a shadowed channel model and different combinational-fading channel models by complete curve sets of BER performance, which coincide with the results of the analysis, and could be used as valuable references in further research and implementation.