低轨卫星移动通信信道模型研究

字数:15463.页数:45   论文编号:TX125

 绪 论
低轨卫星移动通信信道模型研究的意义
随着对卫星移动通信技术研究的深入，以卫星移动通信系统作为全球个人通信网的重要组成部分已达成了广泛的共识。卫星移动通信系统是卫星通信与移动通信相结合的产物，其特征在于利用卫星作为空间中继站向分布在广大地理范围内的用户提供移动通信业务。相对于陆地移动通信系统，卫星移动通信具有通信距离远、通信费用与距离无关、覆盖面积大、不受地理条件限制、通信频带宽、传输容量大、适用于多种业务传输等优点。
卫星移动通信系统按照卫星的运行轨道高度通常分为同步轨道（GEO）、中地球轨道（MEO）和低地球轨道（LEO）三种。相对于其它两种系统，低轨卫星通信系统具有以下优点：
（1）轨卫星系统轨道高度低，路径损耗小，收、发信功率低，有利于终端设备的手持化。
（2）信延迟时间短，更适应于实时通信和宽带通信的要求。
（3）低轨卫星可以覆盖到GEO卫星系统的盲区——两极地区，真正实现全球无缝隙覆盖。
（4）系统成本随小卫星技术的发展而显著降低。
另一方面，蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术的发展也为低轨卫星移动通信系统的发展提供了技术保障，使其成为最具发展前途的卫星移动通信系统。
在低轨卫星移动通信系统的研究开发过程中，一个必要的工作是建立低轨卫星移动通信的信道模型。卫星移动通信信道是一种时变信道，特性比较复杂、恶劣，其存在的多径效应、阴影效应和多普勒效应严重影响着数字信号传输的可靠性。因此，对各种类型的卫星移动通信，卫星与移动终端之间的通信链路是传输路径中的关键，它将限制整个通信系统的性能。必须建立能够真实反映实际信号传输过程中可能遇到的多径、遮蔽等各种情况的信道模型，以便对系统进行计算机仿真和分析，提高系统的可靠性。因此，深入研究卫星移动通信信道链路的特点具有重要意义。

目  录

第一章 绪 论   1
1.1. 低轨卫星移动通信信道模型研究的意义  1
1.2. 移动卫星通信信道模型概述   2
第二章 低轨卫星移动通信信道   5
2.1. 低轨卫星移动通信信道特点 5
2.1.1. LOS 6
2.1.2. 多径衰落   6
2.1.3. 阴影衰落   7
2.1.4. 多普勒频移   7
2.1.5. 传播噪声  7
2.2. 常用的三种基本概率密度函数   8
2.2.1. Rician 概率分布函数  8
2.2.2. Rayleigh 概率分布函数  9
2.2.3. Lognormal 概率分布函数  10
2.2.4. 城郊和农村地区    12
第三章 三种典型的信道模型  14
3.1. Chun.Loo 模型（部分阴影模型  14
3.2. Corazza 模型 （全阴影信道模型  15
3.3. Lutz 模型 （两状态模型）    17
3.4. 三种衰落信道模型的比较  19
3.5. 发展中的信道衰落模型   19
第四章 Lutz 模型原理及其仿真分析  21
4.1. 理论模型构成  21
4.1.1 自由空间损耗    22
4.1.2 多普勒频移  22
4.1.3 传播噪声   23
4.2. Lutz 模型的构建   23
4.2.1. 好信道的构建   23
4.2.2. 坏信道的构建   24
4.2.3. 好坏信道的切换—马尔可夫过程   24
4.2.4. lutz 模型框图  25
4.3. Lutz模型的实现   26
4.3.1. 瑞利信号的产生  26
4.3.2. 莱斯分布信号的产生  28
4.3.3. 对数正态分布信号的产生   29
4.3.4. 多普勒频移的实现   29
4.4. Lutz模型的systemview仿真   29
4.4.1. 低轨卫星移动通信信道的仿真  30
4.4.2. Rice信道的仿真   32
4.4.3. Lutz模型的仿真   36
4.5. 仿真结果的分析  38
4.5.1. 低轨卫星移动通信信道的仿真分析   38
4.5.2. Rice信道的仿真分析   39
4.5.3. Lutz 模型的仿真分析   39
第五章 总结   41
参 考 文 献  42
致  谢   43