Ka频段卫星通信自适应抗雨衰控制系统设计
Ka波段多波束卫星通信降雨衰减功率优化法
Ｗ ＡＮＧ Ｙｕ ｆｉ ＫＡＮ Ｊａ — ， ｅ Ｇ ｉｎ， Ｗ ＡＮＧ Ｂａ —ｉ ｏｙｎ
（ ｅ ａ ｏａ ｒ ｆ ｅ ｏ ｍｕ ｉ ｔ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｙ ｉｎ Ｕ ｉｅｓ ｙ ｈ ｎ ｃ ｕ ３ ０ ２， ｈｎ ） Ｋ ｙ Ｌ ｂ ｒｔ ｙ ｏ ｗ Ｃ ｍ ｎｃ ｉ ｅ ｈ ｏｏ ，Ｊ ｉ ｎｖ ｒ ｔ，Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ １０ １ Ｃ ｉ ｏ Ｎ ａｏ ｇ ｌ ｉ ａ
星通信 系 统传输 质 量及 系统 ： 恶化 的 主要 因素之 一 ，为 了保 证 卫星通 信链 路 的传输 质量 ，必须 采用 相 能
引 言
未来 空 间信息 高速 公路 对卫 星通 信提 出 了新 的要求 ，Ｋ （０ ２ Ｈ ） 波段 卫星 通信 系统 以其通 信 ａ ３／０Ｇ ｚ
容量大 、多波束 、终端尺寸小和抗干扰能力强等优势将成为未来卫星通信发展 的必然趋势 。由于宽 ｊ 带业务 ，特别是宽带多媒体业务需求 的增长 ，国际上从 ７ ０年代开始就进行 Ｋ 波段及以上波段卫星通信 ａ 系统 的研 究 和实验 工作 ，并 取得 了一 定 的成 果 Ｊ ａ波段 降雨 对信 号 的影 响 比较 大 ，是造 成 Ｋ 。Ｋ ａ波段 卫
ｓｏ ｎ Ｋａ ｂ ｎ ａｅｌ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ Ｉ ｒ ｅ ｏ ｋ ｅ ｈ ｒ ｎ ｍｉｓ ｎ ｑ ａｉ ｆｓ ｔｌ ｔ ｏ ｉ ｎ ｉ ａ ｄ ｓ ｔ ｌ ｔ ｏ ｉ ｎｃ ｔ ． ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｐ ｔ ｅ ｔ ｓ ｓｉ ｕ ｌ ｙ ｏ ａｅ ｌ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉａ ｉｎ， ｏ ａ ｏ ｔ ｉ ｎｃｔ ｏ
ａ ｄ ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ａ ａｙ ｉ ｆｒ ｉ ｔ ｆＣｈｉ ａ．ｐ ｃ ｕ ｅ ｏ ａｎ ａｔ ｎ ａ ｉｎ ｃ ｎ ｏ ￣ ｃ ｎ ｂ ａ ｃ ｌｔｄ． Ｉ ｒ ｅ ｎ ｓ ｄ ｏ ｈ ｌ ｓｓｏ ａｎ ｄａａ ｏ ｎ ｎ ｉ ｔ ｒ ｆｒ ｉ ｔ ｕ ｔ ｏ ｔ ｕ ｅ ｏ ａ ｅ ｃ ｕａ ｅ ｌ ｎ ｏｄ ｒ ｔ ｏ ｅ ｓ ｔ ｈ ｆｅ ｔｏ ａｎ ａｔ ｎ ａｉ ｎ，ｗｅａ ｏ ｔ ｐ ｉ ｚ ｄ ｐ ｗｅ ｏ ｔｏ ｏ ｄ ｓｒｂ ｔ ｈｅｐ ｗｅ ｆｔａ ｓ ｔ ｏ ｃ ｍｐ ｎ ａｅ ｔ ｅ ｅ ｃ ｆｒ ｉ ｔｅ ｕ ｔｏ ｄ ｐ ｓｏ ｔｍｉｅ ｏ ｒｃ ｎ ｒ ｌｔ ｉｔｉ ｕ ｅｔ ｏ ｒｏ ｒ ｎ ｍｉ — ｔｒｏ ｌｉｂｅ ｍ ｎ ｅ ｎ ｒｎｓ ｔｅ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｓｍｅ ｈ ｄ ｈ ｓｂ ｔｅ ｆｅ ｔｉ ｅ ｕ ｉｇ ｔ ｅ ｅ ｆｍｕ ｔ． ａ ａ ｔ ｎ ａｔａ ｍｉ ｒ ｔ ｅ ｒ ｓ ａｃ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｉ ｔ ｏ ａ ｅ ｔｒｅ ｃ ｎ ｒ ｄ ｃｎ ｈ ｉｆｕ ｎ ｅ ｏ ａｎ ａｔ ｎ ａｉ ｎ ｏ ｈ ｕ ｌ ｙ ｏ ｙ ｔｍ ｒ ｎ ｍｉｓｏ ． ｎｌ ｅ ｃ ｆｒ ｉ ｔｅ ｕ ｔ ｎ ｔ ｅ ｑ ａｉ ｆ ｓ ｓｅ ｔａ ｓ ｓ ｉ ｎ ｏ ｔ Ｋｅ ｒ ｓ：ｒ ｉ ｔ ｎ ａ ｉｎ；Ｋａ ｂａ ｄ；ｐｏ ｒｏ ｔｍｉａｉｎ；ｒ ｉ ｔｅ ｃ ａ ｉｎ； ｍｕｔ— ｅ ｍ ｎ ｅ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ａｎ ａ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｎ ｗｅ ｐ ｉ ｚ ｔｏ ａｎ ａ ｔｎ ｃ ｔ ｏ ｌ ｂ ａ ａ ｔｎ ａ ｉ
自适应TDMA抗雨衰对策在Ka波段卫得通信中的应用
国外 从 ２ ０世 纪 ８ ０年 代 开 始 研 究 抗 雨 衰 对 策
（ Ｃ ， 究 了 自适 应 凋 制 、 Ｆ Ｍ） 研 自适 应 编码 、 自适 应 功
率 控制 、 置／ 率分 集 和 自适 应 Ｔ ＭＡ等 抗 雨衰 技 位 频 Ｄ
维普资讯
国 祝 技 ２２ 第３ ０年 期 ０
文 章 编 号 ：０ １ ９ Ｘ（０ ２ ０ １０ —８３ ２ ０ ）３—０ ９ —０ ０１ ５
ＥＷ） ＆ ｏ 络、信 （Ｋ ＣＭ Ｕ网Ａｌ ｌ Ｒ ’ ｌ 与） Ｃ１ Ｎ 通 《
Ａ适 应 Ｔ ＭＡ抗雨衰对 策在 Ｋａ波段 Ｄ 卫 星 通 信 中 的 应 用＊
术 。 自适应 Ｔ Ｍ Ｄ Ａ是 一种 有 效 的 Ｆ Ｍ 技 术 ， Ｃ 同其 它
Ｆ Ｍ 比较 ， 的优 势在 于 它 可 以结 合 采 用 自适 应 编 Ｃ 它
码和 符号 率 可 变等 抗 衰 减措 施 ， 且 对 于 星 上 功 率 而 无 额 外要 求 ， 以应 用 于下 行链 路 抗衰 减 （ 如果 过 可 而
Ａ ｂ ｔａ ｔ Ａｄ ｐ ｉｅ Ｔ ｓｒ ｃ ： ａ ｔｖ ＤＭＡ ｓ ａ ｆ ｃｉｅ ｃ ｕ ｔ ｒ ａ ｕ ｅ ｆｒＫａ ｂ ｎ ａ ｅｌｔ ｏ ｉ ｎ ｅ ｅ ｔｖ ｏ ｎｅ ｍｅ ｓ ｒ ｏ ａ ｄ ｓ ｔｌｉ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｅ ｎ ｃ ｔｏ ｓ．Ｉ ｈ ｓ ｐ ｐ ｒ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ，
Ｋａ Ｂａ ｔ ｌ ｔ ｍ ｍ ｕｎ ｃ ｔｏ ｓ ｎｄ Ｓａ ｅｌ ｅ Ｃｏ ｉ ｉａ ｉ ｎ
Ｙ ＮＧ ｎ ， ＸＩ Ｄｅ ｎ ， ＷＥＮＧ Ｍ ｕ — ｙ ｎ ，Ｌ ａ Ａ Ｆｅ ｇ Ｅ ｇ ｕ Ｉ Ｃｈ ｏ
Ka频段卫星通信典型地区雨衰分析与补偿方法探讨
Ka频段卫星通信典型地区雨衰分析与补偿方法探讨作者：王书杰来源：《中国新通信》2015年第15期【摘要】本文首先介绍了Ka频段卫星通信雨衰产生机理及ITU-R雨衰预测模型。
然后重点介绍了103°E在轨Ka卫星在我国各雨域地区（典型城市）的雨衰情况。
最后联系以往Ku 频段工程实施经验，总结出常用的三种Ka频段卫星通信抗雨衰补偿方法：分集技术中的业务速率分集技术、功率控制技术中的上行链路开环功率控制技术和自适应编码技术中的自适应纠错编码技术。
【关键词】 Ka频段卫星通信雨衰一、引言随着卫星通信的发展以及终端用户业务需求量的不断增大，如：千兆比特级宽带数字传输、高清晰度数字电视（HDTV）、高清晰度远程视频会议、远程医疗及个人卫星通信等，现有的C（6/4GHz）、X（8/7GHz）、Ku（14/12GHz）频段的卫星通信系统已不能满足宽带、高速、小口径终端等应用的需求，因此，拥有较高频段带宽的Ka波段（30/20GHz），越来越受到重视并已开始逐步投入使用。
然而，在实际的使用过程中，Ka频段卫星通信虽优势明显但也存在一大缺点-雨衰，其已成为影响该频段正常通信的主要因素，工程设计时必须给予因地而异的考虑。
随着通信频率的升高，雨衰将严重的损坏卫星链路的性能，如在C频段雨衰的影响并不明显，但在Ka频段，短时间内（数分钟）雨衰可达到20dB。
因此，如何精确的计算降雨引起的信号衰减值和如何采取高效的雨衰补偿对策缓解降雨造成的影响，显得非常重要。
二、雨衰产生机理与ITU-R预测模型2.1 雨衰产生的机理依据无线电波传播的理论分析得出，雨衰对信号的直接影响是造成信号的功率降低，主要有以下三种情况：首先，雨滴等水汽凝成物将会吸收入射电波的一部分能量，并转换为热能消耗掉，同时雨滴等水汽凝成物还是二次辐射源，把部分入射电波的能量散射到周围空间。
其次，降雨还会增加天线的噪声温度，进而造成地球站接收系统噪声温度的增加，直接影响到接收系统的G/T值，进一步降低了下行信号载噪比。
Ka波段卫星通信降雨衰减特性分析
分镑 辫 雨率 估 计
分钟 降雨 率是 卫 星通 信 雨衰 预测 研 究 中必 不可 少 的一 个数据。 因此 ， 钟 降雨 率 的 测 试 和 研 究 工作 受到 了许 多 分
衰 减 。 种 半经 验 近似 方 式 基 于 两 个 前提 ： 是 在 地 球 表 这 一
面 一 点 处 测 得 的降 雨 率 与 从 该 点 到 卫 星 的路 径 上 所 遇 到 的 降 雨 衰 减 在 统 计 上 相 关 二 是 将 穿 过 降 雨 媒 质 的 实 际 路 径 长度 等 效 为一 个 ” 有效 ” 径 长 度 ， 且 可 以认 为 在 路 并
３ｌ ～ Ｔ 降雨 囊减预 测 模 型
降雨 衰 减 的 预 测 ， 均 匀 降 雨 的条 件 下 ， 十 分 简 单 在 是 的 。 是 在 大 多数 情 况 下 ， 雨在 时 间和 空 间上 是 不 均 匀 但 降
的 。降 雨 的非 均 匀 性 使 得 降 雨 衰 减 的精 确 计 算 变得 困难 。 若 能 自始 至 终 的 准 确 绘 出 路 径 沿 线 的降 雨 ，就 可 以精 确 地 预 测 出 由 降 雨 引 起 的 衰 减 。路 径 衰 减 实 际 上 是 路 径 沿 线 上 遇 到 的 雨 点 所 造 成 的单 个 降 雨 衰 减 量 的 一 个 积 分 。
２ Ｇ ｚ 轨 道 位 置 １ ６ ０Ｈ ） 。Ｅ的卫 星 通 信 系 统 在线 极 化 条 件 １ 下 的 降雨 衰 减 特 性 ，并 结 合 该 地 区 的气 候 情 况 进 行 比较
说 明。
有 效 路 径 长 度 的半 经 验 法 ，即假 设 在 这 个 有 效 路 径 上 降 雨 率 是 不 变 的 ，通 过 恒 定 的降 雨 率 得 到 一 个 恒 定 的单 位
Ka频段卫星通信分集和自适应抗雨衰技术
术、 功率控制技术 、 自适应技术 、 信号处理技术 与混 合技 术 五大 类 ［－］ ２ ４。分集 技 术 包 括 站 址 分 集 技 术 、
Ａｂ ｔａ ｔ Ａ ｏ ｆｒｓ ａｃ ｆｏ ｔｈ ｓ ｂ ｅ ｐ ｎ ｎ ｆｄ ｏ ｎ ｅｍｅ ｓ ｒ ｓＳ ｓｔ ｅ ｕ ｅ ｒ ｉ ｔ ｎ ａ ｉｎ，ａ ｄ ｓｒ ｃ ： ｌｔｏ ｅ ｅ ｒ ｈ ｅｆｒ ａ ｅ ｎ ｓ ｅ ｔｏ ａ ｅ ｃ ｕ ｔｒ ａｕ ｅ Ｏ ａ ｏ ｒ ｄ ｃ ａｎ ａｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｎ ｉ ｒ ｖ ａｅｌ ｅ ｃ ｍ ｕ ｉａｉｎ ｑ ｌ ｙ ｉ — ａ ｄ．Ｔ ｉ ａ ｅ ｉｃ ｓ ｅ ｉｅｓｔ ｄ ａ ａ ｔ ｅｔｃ ｎ ｑ ｅ ， ｎ ｍｐｏ ｅ ｓ ｔｌｉ ｏ ｔ ｎｃ ｔ ｕａｉ ｎ Ｋａ ｂ ｎ ｈ ｓｐ ｐ ｒｄ ｓｕ ｓ ｓｄ ｖ ｒｉ ａ ｄ ｐ ｉ ｅ ｈ ｉ ｓ ａ ｄ ｏ ｔ ｙｎ ｖ ｕ
第５ ０卷 第 ９ 期
２１ 年 ９月 ００
电讯 技 术
Ｔ ｌｃ ｍｍｕｎｃ ｔｏ ｇｎ ｅｉｇ ｅｅ ｏ ｉａｉｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ
Ｖ０ ． ０ Ｎｏ． １５ ９ Ｃ Ｓ ｐ．２ ０ ０１
文章 编号 ：０ １ ９ Ｘ（ｏｏ ｏ ｉ０ —８３ ２ ｉ ）９—０ ２ —０ １５ ７
Ｋ 频 段卫星通信分集和 自适应抗雨衰技术 ａ
王 艳 岭 ， 新 宇 达
（ 空军工程大学 电讯工程学 院 ， 西安 ７０７ ） １０７
摘
要 ：ａ频段 卫星 通信 的抗 雨 衰技 术 能够 有效 降低 频段 的 雨衰 影响 ， 高 Ｋ Ｋ 提 ａ频段 信 号传 输质
量 。重点讨 论 了分 集技 术和 自适 应技 术 ， 述 了现 有 的抗 雨 衰技 术及 其之 间 的联 系 ， 结 了热 点研 综 总
中国Ka波段卫星通信线路的雨衰分布特性
关键 词：Ｋ 波段 ；卫星通信 系统 ；降雨衰减 ；降雨率 ａ 中图分类号 ： Ｎ ２ Ｔ ９７ 文献标识码 ： Ｂ 文章编号 ：１０ ３ Ｘ ２ ０ ）８０ ７ —４ ００４ ６ （０ ６０ —０ ８０
Ｋ ａｌ １ ● ａｔ ｎＵａ■０ｎ ｌ ・ ｉ ・ｏｎ ・ａｒ ｔ ｒ－ ｔ ｎ ｎ ■ｅ ｎ ｔ ■ ｔ ａｉ ｔ ｌ ｉ ｌ ● － － ｓ ｒ ｂｕｔ Ｃ ａｃ ・ ｉ ｉ ｏｔ ・ １ １ ・ｃ ｅ ｓ‘
一
信频 带 宽、 输容 量大 、 于多种 业 务传输 等特 点 ， 传 适 对 于解 决边远 地 区、分散 岛屿通 信等 许 多其他 通信
方式 无法 替代 的突 出优 点而得 到 了迅速 发展 ，卫星 通信 系 统 已成 为 未来 个 人化 通 信 不 可 缺 少 的重 要
种 崭 新的手 段 ， 利用 Ｋ ａ波 段 （０２ Ｇ ｚ ３／０ Ｈ ）或 更高频 段构 成卫
康健 ，王 宇飞
（ 吉林 大 学 通信 新技 术重 点实验 室 ，吉 林 长春 １０ １） ３０ ２
摘
要 ：利 用 Ｉ ｕ Ｒ 给 出的降雨衰减 预测模型 ，根 据我 国主 要城市 的分钟降雨率 数据 ，计算 出我 国 Ｋ Ｔ — ａ波段
（ ０２ ＧＨ ） ３／０ ｚ ，轨道位置为 ９ 。 ２Ｅ的卫星通信 系统在线极化波情况下 的降雨衰减等值线分布 ，此 结果可作 为 Ｋａ波
ａ ｔ ｒ ｔ ｆ ｔ ｅ Ｋａ ｂ ｄ ｓ ｔｌ ｔ ｏ ｃ ｅ ｉ ｉ ｏ ａ ａｅ ｌ ｅ ｃ ｍ ｓｃ ｈ ｎ ｉ ｕ ｉ ａ ｏ ｙ ｔ ｍ ｙ ｉ ｔ ｇ ａ ｎ ｔ ｅ ｌ ｄ ｏ ｍ ｄ ｔ ｅ ｃｉ ｔ ｓｒ ｕ ｏ ｎｃ ｔ ｎ ｓ ｓ ｉ ｅ ｂ ｎ ｅ ｒ ｔ ｇ ｗｉ ｔ ａ ｆ ｒ ａ ｌｍａ ｅ ｄ ｔ ｂ ｔ ｎ ｉ ｈ ｈ ｎ ｎ ｈ ｉ ｉ ｉ
Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题的研究的开题报告
Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题的研究的开题报告一、研究背景及意义随着社会的不断发展和科技的不断进步，卫星通信已成为人们平时生活、国家安全和经济发展等诸多方面至关重要的一部分。
然而，卫星通信收发数据的过程中不能避免会受到天气等自然因素的影响，特别是在雨天，雨水对于Ka波段卫星通信的影响尤为显著。
在雨天，大量水滴会对Ka波段卫星信号进行散射、折射，从而使信号的传输距离缩短，信噪比下降，频谱带宽减小等，这些都会影响卫星通信的质量和稳定性，甚至导致通信中断。
因此，在卫星通信中，如何解决雨衰和抗雨衰问题是至关重要的。
二、研究内容和方法本课题拟从以下三个方面入手，研究Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题的解决。
（1）研究Ka波段卫星通信在雨衰情况下信号的衰减规律和传输损耗。
对依据ITU-R中的雨衰模型和实测数据，建立相应的数学模型，来分析在不同的降雨强度和信号频率下，卫星通信的衰减程度和传输损耗率。
（2）研究Ka波段卫星通信的抗雨衰技术。
根据该技术的特点，通过对各种传输技术和方案的比较分析，找出最适合Ka波段卫星通信的抗雨衰技术，来减轻雨衰带来的影响，提高卫星通信质量与性能。
（3）模拟实验验证。
通过实验室模拟雨衰环境，对Ka波段卫星通信在无/有防抗雨衰技术下的数据传输质量和稳定性进行测试，对研究成果进行实际的验证和评价。
三、研究预期结果和意义通过以上研究，本项目预期达到以下目标：（1）深入研究Ka波段卫星通信雨衰与抗雨衰问题，分析其特点和对卫星通信的影响；（2）寻找最适合Ka波段卫星通信的抗雨衰技术，提高卫星通信的质量和性能；（3）为卫星通信领域提供有效的技术支持和参考，进一步推进我国卫星通信技术的发展和应用。
四、可行性分析本项目研究方向明确，研究方法切实可行。
同时，本项研究拟采用多种研究手段，包括理论计算、实验模拟等，有利于对研究结果的严格验证和有效评价。
同时，本课题所关注的技术具有广泛的应用性和实际价值，研究的成果具有可操作性和推广性。
Ka频段卫星通信系统抗雨衰技术
Ka频段卫星通信系统抗雨衰技术摘要：Ka频段作为近年来的卫星通信主要发展方向之一，由于受降雨衰减的影响较为严重。
本文介绍了几种常见的抗雨衰措施，并对分集技术、控制技术、自适应编码等几种经典补偿技术在抗雨衰中的应用进行了论述。
关键词：Ka频段；雨衰；速率分集；上行功率控制；自适应编码调制引言随着卫星通信的发展以及终端用户业务需求量的不断增大，如：千兆比特级宽带数字传输、高清晰度数字电视（HDTV）、高清晰度远程视频会议、远程医疗及个人卫星通信等，现有的C（6/4GHz）、X（8/7GHz）、Ku（14/12GHz）频段的卫星通信系统已不能满足宽带、高速、小口径终端等应用的需求，因此，拥有较高频段带宽的Ka波段（30/20GHz），越来越受到重视并已开始逐步投入使用。
然而，在实际的使用过程中，Ka频段卫星通信虽优势明显但也存在一大缺点-雨衰，其已成为影响该频段正常通信的主要因素，工程设计时必须给予因地而异的考虑。
随着通信频率的升高，雨衰将严重的损坏卫星链路的性能，如在C频段雨衰的影响并不明显，但在Ka频段，短时间内（数分钟）雨衰可达到20dB。
因此，如何精确的计算降雨引起的信号衰减值和如何采取高效的雨衰补偿对策缓解降雨造成的影响，显得非常重要。
一、雨衰的形成机理及其对Ka频段卫星通信的影响1.1 雨衰的形成机理Ku频段无线信号穿越雨区时，密集的雨滴会吸收一部分无线信号的能量，还会对无线信号产生散射，散射后的无线信号进而会导致大面积的无线电干扰，使得无线电波出现去极化效应，这一现象即为雨衰。
Ku频段信号在穿越雨区中的衰减具有非选择性和缓慢的时变特性，雨衰由雨滴直径与无线信号的波长的比值决定，当无线信号波长大于雨滴直径时，雨衰主要体现为散射，当无线信号波长小于雨滴直径时，雨衰主要体现为吸收损耗。
无论雨衰体现为哪种特性，都会影响无线信号在传播方向的传输特性。
理论分析和实践研究表明，在Ka波段的无线信号穿越中雨以上的降雨区域时所出现的衰耗会非常明显，例如对降雨率为22.4mm/h的降雨，在地球站对卫星的仰角为40°时，C频段的雨衰仅为0.1dB，可忽略；Ku频段的雨衰为4.5dB；Ka频段的下行链路频率为20GHz时，雨衰为12.2dB，而上行链路频率为30GHz时的雨衰则高达23dB。
降雨环境中Ka频段数字卫星通信系统性能研究
现正比例关 系， 即仰角越大， 斜路径 长度越长， 雨衰增大； 仰 角越小， 斜路径 长度越短， 雨衰减小。 ２ ． ２ ． ３频率影响 该影响主要出现 在Ｉ Ｔ Ｕ － Ｒ 预报模式中， 在该模式下， 频 率与雨衰值呈现正 比例关系。 其原因在于频率的不断增高使 其 与雨滴 的大小愈加接近 ， 在很大程度上提升了雨滴 吸收与 散射 电磁波的程度 ， 从而使 降雨衰减增大。
摘 要： 随着科 学技术的不断发展 ， 无线电通信也被社会各个行业越 来越广泛的应用， 并成 为人们生活中不可或缺的重要 信
息工具， 而人们对无线电通信要求的不断提 高， 也使得其频率不断增加。 Ｋ ａ 频段便是一种频率较 高的卫星通信系统。 文章 以 Ｋ ａ 频段 卫星通信 系统的特点为研究基础 ， 对 降雨环境下雨衰以及信道编码对 系统的影响进行研究， 从 而实现对其相关性能
这种方 法通过在特定位置设置 地球站的方式 ， 将 雨衰较 大
的地区切换到雨衰较小的地球站完成通信。 （ ２ ） 频率分集 。 由上文可知 ， 频率与雨衰值呈现正比例 关系 ， 而频率分集便 是利用这一特点进行数据传输 的， 运 用 高波段实现绝大多数业务 的传输 ， 低频段则进行辅助传输， 解决受雨衰影响且在一定门限之上的链路。 （ ３ ） Ｕ Ｐ Ｃ 。 该方 式主要通 过上层链 路的雨衰情况对 地
第ｌ ６ 期 ２ ０ １ ５ 年８ 月
无 线互 联科 技
Ｉ ｎ Ｎｏ．１ ６ ＡｕｇＵＳｔ，２０１ ５
降雨环境 中Ｋ ａ 频段数字卫星通信系统性能研究
孟祥辉
（ 国家新 闻 出版 广 电总 局无 线 局 五 四二 台， 北京 １ ０ ２ ４ ４ ５ ）
２ ． ３ 补 偿 方 法
一种作为抗雨衰对策的自适应CDMA方案
刘 阿 娜
Ｌ ｕ Ａｒ ｉ ｉ ａ
寇 存 仁
谢 德 芳
西安 ７０７） ］ ０ ７
ｉ －Ｘｉ ｎ－７ ０ ７ ．Ｃｈ ｌ ｉ ｙ ａ １０７ ｌ ｍ
Ｋｏ ｎ ｅ Ｘｉ Ｄｅ ａ ｇ ｕ Ｃｕ ｒ ｎ ｅ ｛ｎ
（ 军 工程 大 学 电 讯工 程学 院 空
Ｔｅ￣ ｌ
ｍｕ ｉｅｉ ｎＥｎ ｉｅ ｒ ＧＣ ｌ ｇ ｒＦ ｃ ｇ ｎ ｎ ｇ Ｕｍ￣ ．ｅ ｌ ｇ ｎ ｅｉ ｏ ｌ ｅＡｉ ｅＥｎ ｉ￣ ｎ ｏ ｎ ｅ
摘
要
为提 高Ｋａ 波段 静 止 同步 卫 星 通信 链 路 的 可 用 度 ． 出 了一种 自适应 Ｃ 一 提 ＤＭＡ 方 案 作 为 抗 雨 衰 对 策 。 此 在
方 案 中 。 留一 定 的 正 变序 列 作 为 雨 衰发 生 时 各 十 卫 星 小 站共 享的 赍 源 。由 中心 控 制 站格 每 个 小站 分 配一 组 正 交序 列 ． 顸 每 衄 中正 变 序 列 的 十敦 取 丧 于发 生降 雨衰 减 酌 量 。 另 外 ．码 元 重 复特 特 技 术 也 用来 弥补 雨袁 ｛起 曲 信 号 能量 损 耗 。 ｌ
组 Ｍ 个 正 交 序 列 。一 般 万 法 是 以 正 交 序 列 用 来 传 输 ｌｇ ｏ 个 正 交 序 列 进 行
素之一 。为克服 雨衰对 Ｋ 一波段卫 星通 信严 重影 响 ， ａ Ｋａ 一波 段 的抗 雨 衰对 策研 究 是 近 年来 开发 高频 段 卫 星通信 系统 研究 的 主题 之一 。熟 知 的抗 雨衰 对策有 诸 如位置分集 、 功率控制 、自适应 纠错 和 自适 应 调制 等 。 另外 ，若 考 虑 到卫 星通 信 系统 的具 体 制式 ， 自适 应 Ｔ ＤＭＡ 和 自适 应 Ｃ ＭＡ 也 是 一 种 有 效 的抗 雨 衰 对 Ｄ
Ka频段卫星通信自适应传输技术研究
一种Ka频段海上卫星通信抗雨衰编码方案
（ ． ｅａｔ ｅｔ ｆ ｏ ｔ ｕｎ ｄ ｃｔ ｎ Ａ ａｅ ｙｏ Ｅ ｕｐ ｅｔ ｏ ｍ ｎ １ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｏ ｎｉ ｉ Ｅ ｕ ａ ｏ ， ｃｄ ｍ ｆ ｑ ｉｍ ｎ Ｃ ｍ ａｄ＆ Ｔ ｃ ｎｌ ｙ Ｂ ｉｎ ０ ２６ ｍ Ｃ ｎ ｇ ｉ ｅｈ ｏ ｇ ， ｅ ｉｇ １２０ ， ｏ ｊ Ｃ ｉａ ２ Ｔ ｅＫ ｙＬ ｂ Ａ ａｅ ｙｏ ｑ ｉｍ ｎ Ｃ ｍ ａ ｄ＆ Ｔ ｃ ｎｌｇ ， ｅ ｉｇ １ １ １ ， ｈｎ ） ｈｎ ； ． ｈ ｅ ａ ， ｃｄ ｍ ｆ ｕｐ ｅ ｔ ｏ ｍ ｎ Ｅ ｅ ｈ ｏ ｙ Ｂ ｉｎ ０ ４ ６ Ｃ ｉａ ｏ ｊ
ｅ ｃ ｄ ｎ ｆｉｉｎｃ ｉ ｆ ｕ ｄ ｙ ｉ ｌ ｔ ｇ ｎ ｏ ｉ ｇ ｙ ｔｍ ｉ Ｃ ｔａ ｓａ ｏ ｅ ｖｒ ｎ ｎｔ ｈ ｄ ｃ ｄ ｎ ｎ ｏ ｉ ｇ ｅｆｃｅ ｙ ｓ ｏ ｎ ｂ ｓｍｕ ａ ｎ ｅ ｃ ｄ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｎ ｒ ｎ ｌｔ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ．Ｔ ｅ ｅ ｏ ｉ ｇ ｉ ｐｅｆ ｒ ｎ ｅ ａ ｄ ｎ ｏ ｉ ｇ ａｎ ｒ ｆ ｕ ｄ ｙ ｉ ａ ｉ ｄ ｃ ｄｎｇ ｙ ｔ ｍ ｉ ＢＰＳ ｒｏ ｍａ ｃ ｎ ｅ ｃ ｄ ｎ ｇ ｉ ａ ｅ ｏ ｎ ｂ ｓｍｕｌｔ ｎｇ ｅ ｏ ｉ ｓ ｓｅ ｎ Ｋ ｍｏ ｕ ａｉｎ，ＡＧＷ Ｎ ｄ ｌｔｏ
摘 要 ： 分析卫星通信雨衰现象的产生机制和对 Ｋ 频段卫星通信的影响 ， 出采用 Ｃ Ｓ Ｓ 准卷积码 作为 ａ 提 ＣＤ 标
抗 雨 衰 编码 方 案 。研 究 Ｃ Ｓ Ｓ １ ，／ ） 积 码 编 译 码 性 能 ： 用 Ｃ语 言 编 译 环 境 ， 真 Ｃ Ｓ Ｓ １ ，／ ） 码 系统 ， Ｃ Ｄ （５ １６ 卷 使 仿 Ｃ Ｄ （５ １６ 编 得 出 编 码 效 率 ； 用 二 进 制 相 移 键 控 调 制 、 性 高 斯 白噪 声 信 道 、 特 比译 码 ， 真 Ｃ Ｓ Ｓ １ １６ 译 码 系 统 ， 出 译 码 使 加 维 仿 Ｃ Ｄ （５，／ ） 得 性 能 和 编码 增益 。仿 真计 算表 明 ， Ｃ Ｄ （５ １６ 具 有 编 码 速 度 快 ， 码 性 能好 ， 码 增 益 高 的 特 点 ， 一 种 好 的 海 上 Ｃ Ｓ Ｓ １ ，／ ） 译 编 是
Ka频段卫星通信链路雨衰对策
Ｋａ 频段 卫星通信 链路 降雨衰减 与 降雨强度 、电波极 化 、工 作 仰角 、穿 过雨 区的路 径 长度 等参 数有 关 。在 已知 降雨 强度 Ｒ（ ｍ／ ） ，降雨 衰减 为ｌ ａ ｒ ｈ时 ４
ＬＲ— ｙ ＬＥ Ｒ （） １
式中
Ｌ 为 电波穿过 降雨 区的有效路 径长度 ；ｙ Ｒ是 降雨 衰减 系数 ，单 位 为 ｄ ／ ｍ，７ Ｂｋ Ｒ可 由式 （ ） ２
求 出［ ：
７ Ｒ— ｈ Ｒ。 （） ２
式中
ｋ和 ａ分别 与工作 频率 和极化有 关 。对 于 圆极 化和 任意线 极化 ：
链 路 的影 响研究 方 面 已 比较成 熟¨ 。由于 Ｋａ 毫米 波段 在 卫 星通 信方 面 才 逐步 开始 应 用 ，近 年来 及 人 们也 越来 越重 视 降雨衰 减对 Ｋａ 频段 链路 的影 响和解 决措 施研 究 。 目前 仍处 于 数据 积 累 和深 入分 析 研究 阶段 ｌ 。这里 对 Ｋａ 段卫 星通 信链 路 的影 响进行 分 析 ，利 用 实测 数 据 ，从 链 路极 化 、雨 ＿ ］ 一 频
层 （ 电离 层 ） 含 ，除 自由空 问传 输 损耗 外 ，还存 在 附加损 耗 。这些 损耗 包括 由雨 、雪 等天 气 因素形 成
的无 线 电波吸 收 、折 射 、反 射和 散射 等带 来 的衰减 ，电离层 带来 的无 线 电波 吸收衰 减 、极化 法拉第 旋 转 、“ 闪烁” 衰 落等 。上述 损耗 的影 响程 度 随链 路 工 作频 率 的 不 同而 不 同 。雨 衰 对 Ｋｕ频 段 以下
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Ka频段卫星通信分集和自适应抗雨衰技术
Ka频段卫星通信分集和自适应抗雨衰技术史智恒（国家新闻出版广电总局722台，陕西宝鸡721001）摘要：在Ka频段中卫星通信所具有的抗雨衰技术能够对来自该频段的雨衰影响进行有效的降低，以此对该频段的信号传输质量进行提高。
文章将就Ka频段卫星通信分集和自适应抗雨衰技术进行一定的研究。
关键词：Ka频段；卫星通信分集；自适应抗雨衰技术中图分类号：TN927.2文献标识码：A文章编号：1673-1131（2016）09-0234-02在卫星通信工作中，雨衰是一项不可忽视的问题，在多雨地区Ka频段，如果以传统的功率备余量方式对雨衰进行补偿，每年则需要预留30左右的功率余量，而如果在长时间保持该种较大的功率余量，不仅能够使地面站具有更大的功率消耗、提升系统的运行以及建造成本，且系统由于受到卫星载荷限制的影响，则不能够提供较大的功率余量储备。
对此，则需要通过更为有效、灵活方式的应用对Ka频段的衰减情况进行处理，进而在对通信质量进行保证的同时做好资源的合理利用。
1抗雨衰技术1.1分集技术该技术也称之为分集接收技术，是通过一定方式在发送端将具有相同信息的信号同时发送到一定数量不存在关联的衰减信道当中。
而在接收端，则通过对应技术的应用将所收集到的多个衰落特征信号进行特定处理，在对信号传输过程中起伏变化进行降低的同时实现对衰减的积极克服。
对于该技术来说，其认为对于不同信号来说，其在传输中所受到的干扰情况也存在着较大的差异，对此，就需要从样本中对受到干扰最小的信号进行挑选。
（1）站址分集。
该技术是空间分集技术的一种，在多雨地区，通过该技术的应用能够有效地起到降低衰减的作用。
对于降雨情况来说，具有较为明显的区域性，且地理条件在衰减方面所具有的影响也非常小，而链路当中的暴风雨则是使Ka 频段出现衰减情况的主要原因。
同时，较大的降雨所涉及的范围也非常广，将覆盖较大的区域。
如果地面站互相之间的距离同降雨区的覆盖范围相比较大，不同卫星以及站点在路径衰减方面则具有了相对独立的特征，且当两个站点间距离越大时，同时较大降雨天气经历的概率就越低。
频段技术抗卫星雨衰
频段技术抗卫星雨衰Ka频段的频率范围大致是30/20GHz。
Ka频段具有可用带宽宽，干扰少（干扰不一定少），设备体积小的特点。
因此，Ka频段卫星通信系统可为高速卫星通信、千兆比特级宽带数字传输、高清晰度电视（HDTV）、卫星新闻采集（SNG）、VSAT业务、直接到户（DTH）业务及个人卫星通信等新业务提供一种崭新的手段。
Ka频段的缺点是雨衰较大，对器件和工艺的要求较高。
在Ka频段频音下，Ka用户终端的天线尺寸主要不是受制于天线增益，而是受制于抑制来自其它系统干扰的能力。
由于Ka频段较宽的特点Ka波段卫星通信系统可为高速卫星通信、千兆比特级宽带数字传输、高清晰度电视（HDTV）、卫星新闻采集（SNG）、VSAT业务、直接到户（DTH）业务及个人卫星通信等新业务提供一种崭新的手段。
Ka波段的缺点是雨衰较大，对器件和工艺的要求较高。
在Ka波段频率下，用户终端的天线尺寸主要不是受制于天线增益，而是受制于抑制其它系统干扰的能力。
中国卫通集团有限公司副总工程师沈永言说过，卫星通信使用到的频段有很多，目前涵盖L、S、C、Ku、Ka等频段。
这些频段就类似架设在太空与地球之间的多条行车道，信息通过叠加在某一频段内的载波上进行传送，从而实现端到端的通信。
这其中，信息就相当于乘客，载波就相当于汽车或渡船。
沈永言说，频段的范围就相当于公路的宽度，直接影响到信息传输的速度和数量。
他介绍，不同的频段有不同的特点。
一般来说，频段越低，电波进入雨层中引起的衰减越小，绕射能力越强，对终端天线的方向性要求也低，它较适合用于移动通信环境，但缺点是带宽较小。
而频段越高，情况正好相反。
人们早期使用的L、S频段就处于低端，传递话音、文字等低速率信息不成问题，但很难满足当今社会多媒体视频等宽带内容的传输需求。
而C、Ku频段相对较高，它们传输容量较大，是目前卫星通信领域的主流频段。
为什么世界各国都在争相开发、应用Ka频段的卫星通信？中国航天科技集团公司科技委顾问、中国工程院院士张履谦认为主要有两方面的原因。
一种Ka频段海上卫星通信抗雨衰编码方案
一种Ka频段海上卫星通信抗雨衰编码方案高化猛;李智【摘要】The mechanism of rain attenuation in satellite communication and it's affection to Ka-band satellite communication are analyzed. CCSDS( 15,1/6)standard convolution code is recommended as channel code to anti-rain attenuation the performance of CCSDS( 15,1/6) standard convolution code is researched. The encoding efficiency is found by simulating encoding system in C translation environment. The decoding performance and encoding gain are found by simulating decoding system in BPSK modulation, ACWN channel, viterbi decoding algorithm. Simulation research demonstrates that the CCSDS (15, 1/6 ) standard convolution code is a good channel encoding solution for anti-rain attenuation in satellite communication on the sea because of high encoding velocity, high decoding performance and high encoding gain.%分析卫星通信雨衰现象的产生机制和对Ka频段卫星通信的影响,提出采用CCSDS 标准卷积码作为抗雨衰编码方案.研究CCSDS(15,1/6)卷积码编译码性能:使用C语言编译环境,仿真CCSDS(15,1/6)编码系统,得出编码效率；使用二进制相移键控调制、加性高斯白噪声信道、维特比译码,仿真CCSDS(15,1/6)译码系统,得出译码性能和编码增益.仿真计算表明,CCSDS(15,1/6)具有编码速度快,译码性能好,编码增益高的特点,是一种好的海上卫星通信抗雨衰编码方案.【期刊名称】《舰船科学技术》【年(卷),期】2011(033)012【总页数】4页(P76-78,102)【关键词】卫星通信;雨衰;标准卷积码;编码;译码;仿真【作者】高化猛;李智【作者单位】装备指挥技术学院继续教育系,北京102206;装备指挥技术学院重点实验室,北京101416【正文语种】中文【中图分类】E917;TN911.2卫星通信在海上通信中占有重要地位。
Ka波段卫星通信系统降雨衰减的计算
Ka波段卫星通信系统降雨衰减的计算
王宇飞;陈卓然
【期刊名称】《电脑编程技巧与维护》
【年(卷),期】2009(000)008
【摘要】研究基于ITU-R的降雨衰减预测方法,并根据此算法以62°E,Ka波段
30GHz的卫星通信系统为例,对我国65个典型站点的降雨衰减值进行了计算,为降雨衰减的进一步研究提供了数据支持.
【总页数】3页(P70-71,111)
【作者】王宇飞;陈卓然
【作者单位】吉林师范大学信息技术学院,四平,136001;吉林师范大学博达学院,四平,130021
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.Ka波段多波束卫星通信降雨衰减功率优化法 [J], 王宇飞;康健;王保印
2.Ka波段降雨衰减与去极化效应 [J], 黄际英;陈新莲;唐映德;王兰美
3.Ka波段卫星通信降雨衰减特性分析 [J], 钟怀东;徐慨;项顺祥
4.空中信息高速公路--Ka波段宽带卫星通信系统 [J], 刘征远
5.Ka频段卫星通信系统降雨衰减分析 [J], 陆建平
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Ka频段雨衰测量系统及其衰减计算仿真软件设计与实现的开题报告
Ka频段雨衰测量系统及其衰减计算仿真软件设计与实现的开题报告一. 研究背景在移动通信领域，Ka频段是指频率在26.5GHz至40GHz之间的微波频段。
由于其具有高速率、高带宽、低传输延迟等优点，因此在卫星通信、无线电视广播、军事通信、航空航天和无线传感器网络等领域得到广泛应用。
然而，由于 Ka 频段具有较高的中气气溶胶和雨衰因果，所以在建设 Ka 频段通信系统时必须考虑到这一因素的影响。
因此，在Ka频段通信系统的设计过程中，需要对雨衰进行准确地评估。
现有的雨衰测量系统往往需要大量的人力、物力和财力进行实地测量，并且在实际测试中存在许多不确定因素，如天气变化、地形地貌等。
因此，需要开发一种可靠的、准确的雨衰测量系统，进而对 Ka 频段通信系统进行更为精确的设计和规划。
二. 研究目的本文旨在开发一种基于Ka频段的雨衰测量系统，并设计相应的衰减计算仿真软件，为Ka频段通信系统的部署和优化提供可靠的参考数据。
具体研究目标如下：1. 开发一种可靠、精确的Ka频段雨衰测量系统，采用无线传感器网络技术，能够自动实现雨衰测量和数据采集。
2. 建立雨衰模型，分析Ka频段中气气溶胶和雨衰因素的影响，对雨衰进行准确评估，并通过实测数据验证模型的可行性和准确性。
3. 设计并实现衰减计算仿真软件，能够基于所测得的雨衰数据对Ka 频段通信系统进行衰减计算和优化。
三. 研究内容和方案1. Ka频段雨衰测量系统的设计基于无线传感器网络技术，设计实现一种Ka频段雨衰测量系统。
系统由多个固定或移动的节点组成，每个节点上安装有雨衰传感器、温湿度传感器和GPS定位传感器。
节点之间通过无线通信协议相互连接，能够自动实现雨衰测量和数据采集。
通过对系统设计参数的调整可以实现控制测量误差和提高数据采集的准确性。
2. Ka频段雨衰模型的建立分析Ka频段中气气溶胶和雨衰因素的影响，建立基于径向分布函数模型的雨衰模型，对Ka频段雨衰进行准确评估。
为了验证模型的可行性和准确性，采用已有的雨衰数据进行实测数据的对比分析，进一步提高模型的精度和准确性。
降雨环境中Ka频段数字卫星通信系统性能研究的开题报告
降雨环境中Ka频段数字卫星通信系统性能研究的开题报告一、选题背景卫星通信系统在现代社会中发挥着重要作用，特别是在较为偏远或资源匮乏的地区，卫星通信是唯一的通信方式。
然而，在降雨环境中，卫星通信系统的性能会受到很大的影响。
由于雨滴对电磁波的散射和吸收作用，使得卫星通信中的信号衰减严重，甚至会造成信号中断。
Ka频段数字卫星通信系统是当前卫星通信系统中的一种先进的数字化通信技术。
相比于之前的通信系统，Ka频段数字卫星通信系统具有更高的传输速率和更大的传输容量，能够满足日益增长的通信需求。
然而，在降雨环境中，Ka频段数字卫星通信系统的性能也会受到影响，需要进行进一步的研究。
二、研究内容本次研究的主要内容是在降雨环境中对Ka频段数字卫星通信系统的性能进行研究，包括以下几个方面：1. 研究降雨对Ka频段数字卫星通信系统信号的影响机理。
通过对雨滴对电磁波的吸收和散射作用进行分析，探究降雨对于Ka频段卫星信号的影响机理。
2. 建立降雨影响下的Ka频段数字卫星通信系统模型。
结合降雨影响机理，建立考虑降雨影响的Ka频段数字卫星通信系统模型。
3. 分析降雨环境下Ka频段数字卫星通信系统的性能表现。
通过数值仿真和理论分析，探究在不同降雨情况下，Ka频段数字卫星通信系统的性能表现，包括信号衰减、误码率等关键性能参量。
4. 提出Ka频段数字卫星通信系统性能优化措施。
结合分析结果，提出在降雨环境下Ka频段数字卫星通信系统性能优化的具体措施。
三、研究意义本次研究对于深入了解降雨环境下Ka频段数字卫星通信系统的性能影响机理，提高卫星通信系统的可靠性和稳定性，具有重要的理论和实际意义。
同时，本研究中所提出的性能优化措施，也可以为卫星通信系统的设计和运营提供有益参考。
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Ka频段卫星通信自适应抗雨衰控制系统设计作者：王洋来源：《科教导刊·电子版》2016年第26期摘要影响Ka频段卫星通信信道性能的有大气、降雨、闪烁等因素，降雨衰减是其中最主要的因素。
常见的抗雨衰技术有分集技术、功率控制技术、自适应技术、信号处理技术、混合技术。
每种方法都存在一定局限性，因此提出一种新型自适应抗雨衰控制系统，能够根据不同的天气情况，自适应改变调制解调器、高功率放大器相关参数，满足不同的通信需求。
关键词 Ka频段雨衰自适应控制系统中图分类号：TN927.2 文献标识码：A0引言随着C频段、Ku频段卫星资源的逐渐紧张以及对数据传输速率越来越高的要求，Ka频段卫通站的应用越来越广泛。
针对Ka频段卫星通信受降雨影响较大的问题，传统的对策是增大天线尺寸和提高高功率放大器发射功率。
如果仅仅采取提高发射功率的方法，长时间发射高功率一方面对设备寿命有影响，另一方面大功率余量对邻近的链路有强烈干扰。
因此，需要采取一种更灵活的方式来解决Ka频段降雨衰减的问题。
1雨衰原理分析1.1雨衰基本原理当电磁波穿过降雨区域时，雨滴可以吸收电磁波，也可使电磁波产生散射，引起信号幅度、相位、极化和下行波束入射角的变化，从而导致信号传输质量的下降和误码率上升，影响通信质量。
雨滴对电磁波的吸收增加了分子的能量，相应地增加了分子的温度，最终结果是信号能量得到相应的减少。
降雨不仅对卫星通信电磁波信号强度有影响，而且对卫通站天线性能也有影响，会使天线系统噪声温度增加，从而导致天线G/T值减小。
1.2影响雨衰大小的因素=（）（1）L0为电磁波穿过雨区的长度（km），为降雨衰减率（dB/km），= R ，R为地面降雨率（mm/h）。
在DAH雨衰预测模型下参数和参数表达式如下：= （2）= （3）h、 h、 v、 v是衰减率的回归系数，是关于频率f的函数，是极化角，是传播路径仰角。
电磁波穿越雨区的路径如图1所示。
>5€笆保琇0=（hR hS）sin km （4）L0=2（hR hS）/（（sin2 +2（hR hS）/Re）1/2+sin ）（5）将式（2）（3）（4）（5）与式（1）相联系，可以得到频率f、极化方式、仰角、降雨率R与雨衰大小之间的关系：（1）频率f越高，电磁波长与雨滴直径越接近，信号衰减越大；（2）极化方式不同极化角也不同，影响参数和参数的大小，水平极化时雨衰略大于圆极化，垂直极化时略小于圆极化；（3）仰角越小，降雨层高度hR与地面站海拔h0高度差越大，穿过雨区的路径L0越长，雨衰越大；（4）降雨率R越大，雨衰越大。
2常见抗雨衰方法2.1保留链路余量传统通信链路设计时经常采用保留一定链路余量的方法，在C频段通信时通常预留3dB 余量，Ku频段通信时通常预留6dB余量，但在Ka频段通信时采用这种方法效果不能保证。
如果是在降雨量较少的地区，受降雨衰减影响并不明显，通过保留链路余量的方法基本可以满足对通信的需求；如果是在降雨量较大的地区，受降雨衰减影响比较频繁，短时间内衰减会达到20dB，链路余量保留过小满足不了通信要求，保留过大又会造成资源浪费。
2.2自适应技术2.2.1自适应功率控制自适应功率技术是使用比较早、应用广泛、抗雨衰效果明显的技术。
按照控制链路的不同可分为自适应上行功率控制、自适应下行链路功率控制和自适应上下行链路功率控制。
自适应功率控制是通过在降雨过程中对链路衰减进行估算，然后根据衰减量调整发射电平使接收站接收到的信号电平与没有雨衰时基本一致。
由于地面站发射功率可调整范围大，方法灵活操作简单，因此自适应上行功率控制技术应用最为广泛。
但高功率放大器长时间保持大功率会对设备性能、可靠性产生影响。
2.2.2自适应调制自适应调制是在降雨导致信道特性变差时采用低阶调制方式（如BPSK），使信息比特速率减小，保持较低的误码率；在晴空信道特性良好时采用高阶调制方式（如16QAM），使信息比特速率增大，在维持较低误码率的同时占用较小带宽。
自适应调制技术提高了系统的有效性、可靠性和经济性，但由于Ka频段通信多数是传输高速率业务，对频谱带宽需求较高，实现较为困难。
2.2.3自适应编码信道编码能够提供一定的编码增益，不同的编码方式能够提供不同大小的增益。
自适应编码是通过改变编码方式或同一编码的参数来提供足够的编码增益来补偿降雨衰减导致的信道损失。
自适应编码能够起到补偿一定雨衰的作用，但要综合考虑编码增益、码率、码型、同步等问题，没有一种编码方式能够同时满足这四点要求，因此在保证一定编码增益的前提下要根据一定标准选择合适的编码方式。
2.2.4自适应数据速率自适应数据速率是在保持系统发射功率和信道误码率基本不变的条件下，当信道发生较大衰减变化时，通过自动调整发送端信号传输速率（通过改变信息比特速率或码元速率实现）来实现信息传输的技术。
这种技术可以一定程度上降低降雨衰减的影响，但随着数据速率的降低，带宽功率相应增加，导致相互干扰的产生，而且如果在获得增益的同时，数据率下降极为明显，在实际中不仅难以满足数据传输要求而且技术上也很难实现。
3自适应抗雨衰控制系统3.1新型抗雨衰控制系统构想由于单一的自适应抗雨衰的方法存在局限性，因此需要一种既能补偿短时间内降雨衰减，又能满足通信对误码率、传输速率、占用带宽要求的综合控制方法。
传统的自适应控制方法在一定条件下能够起到良好的抗雨衰效果，但并不能适用于所有情况。
设想构建一个系统能够将几种自适应控制方法的优点加以整合，使其能够在不同时段、不同传输需求时均能体现出较高的有效性、可靠性和经济性，在雨衰影响减弱过程中自适应恢复信道状态，当雨衰结束时将信道参数状态恢复至雨衰前的状态。
3.2新型抗雨衰控制系统设计3.2.1 系统功能要求（1）能够短时间探测到雨衰影响，本地能够有告警并能迅速反馈到对通地面站；（2）用户能够选择工作模式，如保通信质量模式、保通信速率模式、保调制解调模式、保编码方式模式、保编码速率模式、保功率稳定模式；（3）当自动模式下仍不足以补偿降雨衰减时，能够进行告警并可切换为手动模式；（4）能够进行雨衰结束判定，当雨衰影响结束后能够迅速进行判定，并将判定结果反馈到对通地面站；（5）具有信道状态恢复功能，当雨衰结束后信道设备能够迅速恢复至降雨前的参数状态，使系统工作恢复正常状态。
3.2.2 自适应控制系统功能框图如图2所示为自适应控制系统功能框图。
在原有卫通链路基础上，增加了信道分析模块，分别进行雨衰判定和雨衰结束判定，在对通两个地面站均增加监控终端，用于自适应抗雨衰和自适应系统参数状态恢复。
3.2.3 系统功能实现（1）首先要进行雨衰判定。
当接收Eb/No（下转第161页）（上接第149页）有大的起伏时，需要判定是信号受到遮挡导致还是雨衰导致，同时需要排除由设备故障导致的下行信号不稳定情况。
当判定为雨衰影响时，启动自适应补偿。
（2）在不同时间段在不同工作状态下，对于传输速率、误码率等参数有不同的要求，提供给用户选择窗口，可以选择自动模式或手动模式。
提供给用户的几种模式中，保通信质量模式为只改变发射功率，不改变调制方式、编码方式、编码速率和传输速率，适用于对信道质量要求较高的情况；保通信速率模式为数据传输速率不变，可以改变发射功率、调制方式、编码方式和速率，适用于对信道质量要求一般但需要保证数据带宽的情况；保调制解调模式为调制方式不变，可以改变发射功率、编码方式和速率，适用于频谱资源有限的情况；保编码方式模式为不改编码方式，可以改变发射功率、调制方式、编码速率和传输速率，适用于对信道误码率要求较高的情况；保编码速率模式为不改编码速率，可以改变发射功率、调制方式、编码方式和传输速率，适用于对信道误码率要求较高的情况；保功率稳定模式为发射功率不变，可以改变调制方式、编码方式和速率、传输速率，适用于对功率稳定度有较高要求的情况。
（3）系统初始值设定。
针对四种自适应模式，分别设定初始功率补偿值、最大功率补偿值，除保功率稳定模式外，另外三种模式都可以先功率补偿一部分衰减再改变调制方式等参数补偿一部分衰减，剩余部分再进行功率补偿；设定调制方式可选范围，如BPSK、QPSK、8PSK、16QAM等，自适应时遵循由高阶到低阶逐级改变的原则，避免大幅度改变调制方式；设定编码方式可选范围，如LDPC、TPC等，自适应时改为编码增益高的编码方式；设定编码速率可选范围，如1/2，3/4，7/8，等，自适应时遵循由高速率到低速率逐级改变的原则；设定传输速率可选范围，范围中的数值应为按照现有速率百分比设定，如：可选范围10%～50%。
（4）当自动模式下仍不足以补偿雨衰对信道的影响时，能够进行告警并可切换为手动模式。
（5）雨衰结束判定。
当跟踪接收机接受信噪比恢复至降雨前水平时判定为雨衰影响结束，将判定结果反馈至对通地面站，同时进行参数比对，将信道参数状态恢复至雨衰前的状态。
4结语本文在对比现有自适应技术的基础上，分析得到现有技术存在的局限性。
通过设计新型自适应抗雨衰控制系统，能够实现系统可靠性、有效性和经济性的统一，满足不同用户对通信效果的不同需求。
参考文献[1] 陆建平.Ka频段卫星通信系统降雨衰减分析[J].通信系统与网络技术，2008， 34（2）：6-7.[2] 王艳岭，张健全，王国波.基于Turbo码的自适应Ka频段抗雨衰控制[J].信号与信息处理，2012（11）：14-16.[3] 张俊祥，崔爱红，梁冀生.降雨对卫星链路的影响分析[J].无线电工程，2005（12）：11-13.[4] 王艳岭，达新宇.Ka频段卫星通信分集和自适应抗雨衰技术[J].电讯技术，2010（9）：125-131.[5] 王成元，徐慨，袁林.一种自适应编码调制抗雨衰对策的研究[J].无线通信技术，2010（4）：45-47.。