衛(wèi)星移動極化MIMO信道衰落特性模擬實現(xiàn).pdf

1、衛(wèi)星通信技術(shù)作為當(dāng)今世上最先進(jìn)的通信技術(shù)之一，衛(wèi)星通信技術(shù)覆蓋面積大、通信距離遠(yuǎn)的優(yōu)點使其在各個領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。隨著人們對更高通信傳輸速率的需求，衛(wèi)星通信信道容量的需求也越來越高，MIMO技術(shù)因其能夠提供分集增益和復(fù)用增益而在地面移動通信系統(tǒng)中成功的被廣泛應(yīng)用，使得越來越多的學(xué)者致力于探索將MIMO技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)來滿足人們的需求。對于星地鏈路一般情況下都有很強的直射特性并有一定的自由空間損耗，但是應(yīng)用于地面移動通信系統(tǒng)

2、的MIMO技術(shù)需要有豐富的反射、散射分量來保證MIMO子信道的不相關(guān)特性，因此對于衛(wèi)星移動MIMO通信系統(tǒng)是否具有實用價值還處于理論研究階段。由于在衛(wèi)星上空間有限，在一顆衛(wèi)星上安置普通的多根天線會導(dǎo)致信道相關(guān)性強而影響MIMO信道特性，所以在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中實現(xiàn)MIMO技術(shù)有兩種方式：一種是單顆衛(wèi)星極化MIMO系統(tǒng)，另一種是多顆衛(wèi)星分布式MIMO系統(tǒng)，而多星系統(tǒng)由于時延因素不同步的問題比較嚴(yán)重，目前在單顆衛(wèi)星上實現(xiàn)極化MIMO系統(tǒng)是最為可

3、行的方案。
　　本文首先分析了課題背景，并著重分析在衛(wèi)星移動通信中利用MIMO技術(shù)和衛(wèi)星移動MIMO系統(tǒng)中信道建模的重要性，分別分析了當(dāng)前窄帶和寬帶衛(wèi)星移動MIMO信道建模、衛(wèi)星移動MIMO信道模擬器的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀。然后分析了典型的衛(wèi)星移動MIMO通信系統(tǒng)和衛(wèi)星移動MIMO信道的統(tǒng)計特性和信道容量的理論。接下來利用SystemVue和Matlab仿真軟件搭建了三種不同衛(wèi)星環(huán)境下的窄帶的衛(wèi)星移動極化MIMO統(tǒng)計信道模型，建模過程

4、包括衛(wèi)星信道Loo模型、MIMO信道模型以及兩狀態(tài)馬爾科夫信道狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，并利用仿真分析了各個子信道的時間序列、統(tǒng)計量以及對信道容量進(jìn)行了計算以驗證模型的正確性。之后深入分析了寬帶衛(wèi)星移動MIMO信道頻率選擇性衰落的原因，分別基于相位變化的多點散射和基于幅度變化的抽頭延遲線建立了三種衛(wèi)星環(huán)境下的寬帶衛(wèi)星移動極化MIMO信道模型，通過仿真結(jié)果驗證模型信道特性的準(zhǔn)確性并深入分析兩種建模方法的可行性。最后利用N5106A PXB信道模擬器等