寬帶衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)無線鏈路傳輸技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)具有組網(wǎng)靈活、覆蓋面積廣以及不受自然災(zāi)害影響等特點(diǎn)，但同時(shí)衛(wèi)星系統(tǒng)功率受限，信道傳輸延時(shí)大，衰落模型特殊，整體信道環(huán)境與陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)物理特性差異較大。利用MIMO-OFDM技術(shù)，構(gòu)建適應(yīng)衛(wèi)星通信場景的寬帶衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全球無縫互聯(lián)通信網(wǎng)具有十分重大的意義。本文研究寬帶衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)無線鏈路傳輸技術(shù)。
　　首先，研究了衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)的信道傳輸特性及信道模型。針對(duì)衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸?shù)膽?yīng)用場景，討論了K

2、a頻段信道的天氣影響及多普勒頻偏，并給出了相應(yīng)的信道模型。
　　隨后，研究了寬帶衛(wèi)星無線傳輸系統(tǒng)中全向信號(hào)傳輸方案的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。該傳輸方案中，天線的實(shí)際發(fā)送信號(hào)由低維空時(shí)編碼信號(hào)經(jīng)過全向預(yù)編碼生成。結(jié)合陣列天線的信道特征，推導(dǎo)了全向傳輸矩陣需要滿足的三個(gè)條件并分別基于Zadoff-Chu序列和Golay序列給出了全向預(yù)編碼的設(shè)計(jì)實(shí)例。在此基礎(chǔ)上，以下行同步信道為例，研究了全向傳輸預(yù)編碼在公共信道傳輸中的應(yīng)用，最后基于NI的USRP

3、平臺(tái)給出了硬件實(shí)現(xiàn)方案。
　　接著，研究了基于空時(shí)頻變換域?yàn)V波的寬帶衛(wèi)星移動(dòng)通信下行信道估計(jì)方法。在衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中，利用陣列天線的空間信道特征，結(jié)合遠(yuǎn)場散射場景中波束域稀疏性的特點(diǎn)，提出了基于空域?yàn)V波的信道估計(jì)方法，其思想是將空間域接收信號(hào)進(jìn)行DFT變換到波束域，利用信道能量集中在有限波束上的特點(diǎn)，將其余波束能量作為噪聲進(jìn)行濾波，可以有效提升信道估計(jì)的性能。在傳統(tǒng)時(shí)頻二維變換域?yàn)V波方法的基礎(chǔ)上，提出了基于空時(shí)頻三維變換域?yàn)V波的

4、信道估計(jì)方法。最后結(jié)合DOA估計(jì)，提出了基于DOA補(bǔ)償?shù)目沼驗(yàn)V波信道估計(jì)方法。仿真結(jié)果表明這些方法可以獲得更為精準(zhǔn)的信道估計(jì)。
　　最后，研究了寬帶衛(wèi)星移動(dòng)通信上行鏈路中的低復(fù)雜度迭代接收機(jī)。在傳統(tǒng)MMSE迭代接收機(jī)中，針對(duì)迭代過程中LMMSE均衡矩陣求逆計(jì)算復(fù)雜度過高的問題，提出了兩種快速計(jì)算方法，分別為QR分解法和Sherman-Morrison公式化簡法。隨后給出了兩種快速算法與矩陣直接求逆算法的復(fù)雜度和數(shù)值計(jì)算精度的比較，