基于L波段大功率同步卫星系统的移动接收信道特性研究

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移动互联网产业的迅猛发展带动了人们对于移动多媒体服务需求的增长,现有的基础设施容量及覆盖能力已经成为广域大容量信息服务的重大瓶颈。因此构建面向移动接收的高效大功率同步卫星广播传输覆盖网,为多形态移动用户提供广覆盖、高品质的信息传播及数据服务是目前亟待研究的重大问题。本论文主要是围绕面向移动接收的L波段大功率同步卫星广播传输系统所蕴含的同步卫星移动信道建模展开研究。重点分析L波段同步卫星移动接收信道特性以及模拟实现过程。在L波段同步卫星移动接收信道特性研究中,本文详细分析了信道的传播特性,从电磁波传播原理和通信链路物理层理论两个方面着手,重点分析瑞利序列的仿真问题。针对传统的正弦波叠加实现瑞利过程中,由于相位的均匀分布使得生成的序列是确定性序列,因此不适用于多径信道环境,所以本文针对这一问题给出了一个随机相位优化的方案。并通过软件仿真对比论证了该优化后模型的随机性较好。接着,由于正弦波叠加实现多普勒功率谱的仿真过程中,对应频域上的脉冲将会对多普勒功率谱的仿真产生“毛刺”现象。所以本文从物理层角度出发,根据时频转换原理,推导出在正弦波实现多普勒功率谱过程中,正弦波数量与系统参数尤其是多普勒频移之间的关系。并通过仿真验证了参数的合理性性。并通过实现精度与模型复杂度之间的折中考虑,给出了最佳正弦波数目的选取方案。同时,由于卫星的仰角和直射信号分量的存在,使得入射信号在一定的方位角内进行入射,而不是依照经典的均匀分布入射。所以本文重点分析了在卫星通信链路中入射信号的角度分布问题,通过对通信链路建模分析,得出入射信号角度服从一种类高斯分布结论,并进一步给出了该角度分布下的多普勒功率谱。该结论通过软件仿真得到了初步的验证,并且通过其他文献的测试结果得到验证。最后本文给出了针对L波段同步卫星通信信道的建模思路和方法。从而为下一代广播卫星通信系统中收发端关键技术的研究提供一个初步的理论和实现基础。通过对实地采集样本的分析,引入Markov链实现信道无缝切换,最终总结出适合国内卫星移动通信系统的信道模拟方法。仿真结果从信号的时域包络变化以及概率分布两个方面进行说明,该建模方法能够很好的模拟国内实际场景下的通信信道环境。同时在信道模拟过程中,本文还引用线性插值算法以实现状态切换过程中幅度和相位的连续问题。通过仿真结果证明了插值算法能够较好的降低状态切换过程中引入的误差问题。
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