论文部分内容阅读
随着科技的不断发展,人们对卫星通信的要求不断提高,然而星地链路的较高时延、多径衰落和阴影衰落等问题制约了卫星通信的发展,因此,可提供高质量星地通信的卫星协作通信系统的重要性不言而喻。在卫星协作通信中常具有多个备选协作节点,因此,选择合适的协作节点以最大化系统性能成为当下研究的热点。此外,因卫星协作通信中的信道均具有时变特性,为提高系统性能需设计自适应传输方案。本文针对上述两点设计了自适应卫星协作传输方案。首先,针对单属性空间协作节点选择策略无法兼顾系统可靠性和生存期的问题,提出了一种基于主客观赋权的多属性空间节点选择算法,即SOW-CNS(Subjective and Objective Weighting Based Multi-attribute Cooperative Node Selection)。在空间协作通信系统中,协作中继和源节点与目的节点间信道均服从Loo、Corazza两状态阴影衰落模型,源节点-协作中继信道为自由空间信道。首先,备选协作中继将包含决策属性的协作请求信息传输到目的节点;其次,使用层次分析法和信息熵法建立属性的主观和客观权值向量;然后,使用最大熵和离差和最大两目标函数计算主客观权值向量;最后,使用权值向量为各备选协作中继的属性赋权并选出最佳协作节点。仿真结果表明,与传统最佳质量协作节点选择算法、能量公平性协作节点选择算法和随机协作节点选择算法相比,该方法提高了系统稳定性和生存期。其次,针对星地间通信系统效率低、信道质量不稳定的问题,建立了一种基于空间协作的自适应传输方案。首先,将基于互信息的混合自动重传与协作通信结合,利用互信息预测目的节点在下一次重传中以预设概率成功解码信息所需的冗余信息量,提高系统效率。其次,在卫星-地面站和高空平台-地面站的莱斯阴影衰落信道基础上设计提出了一种基于空间协作的自适应调制编码方案,用七种选定的编码调制方式仿真误比特率,计算每种编码调制方式对应的信噪比区间,最后通过信噪比估计值落入的信噪比区间选择编码调制方式。仿真结果表明MI-HARQ有效地提高了系统效率,自适应编码调制方案降低了系统误比特率并提高了吞吐量。