城市环境下低轨道卫星信道模型及Rake接收
低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述
doi:10.3969/j.issn.1003-3114.2023.05.006引用格式:方一鸣,赵祥天,赵亚飞,等.低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述[J].无线电通信技术,2023,49(5):816-825.[FANG Yiming,ZHAO Xiangtian,ZHAO Yafei,et al.A Survey on Low Earth Orbit Satellite Signal Acquisition and Tracking Technology [J].Radio Communications Technology,2023,49(5):816-825.]低轨卫星信号捕获与跟踪技术综述方一鸣,赵祥天,赵亚飞,孙耀华,彭木根(北京邮电大学信息与通信工程学院网络与交换技术国家重点实验室,北京100876)摘㊀要:低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星互联网相较于地面网络有更大的网络覆盖范围与更强的网络稳定性,有利于实现全球立体无缝网络覆盖,是未来6G 网络重要的发展趋势㊂低轨卫星相较于中高轨卫星具有更高的运行速度,因此,低轨卫星信号具有更大的多普勒频移和动态特性,而低轨卫星信号的高精度捕获与跟踪是低轨卫星通信的基础㊂随着相控阵天线在低轨卫星和卫星终端上的推广应用,多波束和跳波束技术也为信号的捕获与跟踪带来挑战㊂从低轨卫星信号互联网的信号特点出发,提出了信号捕获与跟踪过程中的技术挑战,重点阐述了现有捕获与跟踪方法的基本原理与适用范围,探讨了低轨卫星网络中信号捕获与跟踪技术的未来发展方向㊂关键词:低轨卫星互联网;信号捕获;信号跟踪;波束控制中图分类号:TN927.2㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID):文章编号:1003-3114(2023)05-0816-10A Survey on Low Earth Orbit Satellite Signal Acquisition andTracking TechnologyFANG Yiming,ZHAO Xiangtian,ZHAO Yafei,SUN Yaohua,PENG Mugen(State Key Laboratory of Networking and Switching Technology,School of Information and Communication Engineering,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China)Abstract :Compared with terrestrial networks,Low Earth Orbit (LEO)has larger network coverage and stronger network stability,which is beneficial to the realization of global three-dimensional seamless network coverage,and is an important direction trend of the fu-ture 6G network.LEO satellites have higher operating speeds compared to medium and high Earth orbit satellites.Therefore,LEO satel-lite signals have larger Doppler frequency shifts and dynamic characteristics.The high-precision acquisition and tracking of LEO satellite signals is the foundation of integrated satellite-terrestrial communication.With the promotion and application of phased array antennas in LEO satellites and satellite terminals,multi-beam and hopping beam technologies also pose challenges for signal acquisition and track-ing.This paper presents technical challenges in signal acquisition and tracking in view of signal characteristics of LEO satellite signal,focuses on basic principles and scope of application of existing acquisition and tracking methods,and finally discusses future develop-ment direction of signal acquisition and tracking technology in LEO satellite network.Keywords :LEO satellite internet;signal acquisition;signal tracking;beam control收稿日期:2023-06-03基金项目:中国博士后科学基金(2023M730337)FoundationItem :ChinaPostdoctoralScience Foundation(2023M730337)0 引言通信技术的价值在于为尽可能多的用户提供广泛㊁便捷㊁快速㊁稳定的网络覆盖㊂现有通信系统可以通过以光纤为代表的有线服务和以WiFi 为代表的无线服务来为用户提供低时延㊁大容量和高可靠的通信服务,但在较为偏远,且不适宜构建地面通信系统的地区存在覆盖不全面的问题,例如偏远山区㊁沙漠和海洋,无法提供有效的通信服务;另外由于地面设施相对固定,在发生自然灾害时,地面通信系统会受到影响而无法工作,这些问题导致现有地面系统无法完全满足全部通信要求㊂而处于高空的卫星已经在遥感㊁导航与检测领域证明其广覆盖㊁高可靠的特性,因此采用低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星网络进行通信可以实现通信的高质量与广泛覆盖,这也是通信网络发展的必然趋势[1-5]㊂在低轨卫星通信场景下,由于卫星载体的运动,会导致传输过程中接收机接收信号有较大的多普勒频移和多普勒频率变化率,这种高动态特性会导致接收机无法正常对信号进行接收,需要采取高性能的信号捕获与跟踪技术,实现信号同步,才能实现星间以及星地的信号正常传输,进而实现低轨卫星通信[6]㊂本文从低轨卫星互联网实际应用场景出发,探讨信号特点与挑战,重点分析阐述信号同步过程中信号捕获㊁跟踪与波束控制技术的特点与基本原理,最后展望未来低轨卫星通信场景下信号捕获与跟踪技术可能的发展趋势㊂1㊀低轨卫星互联网应用低轨卫星网络由于其距地面较近且覆盖范围大,因此有利于为较大范围内用户提供低时延㊁强稳定㊁高通信质量㊁高公平且资源利用率高的通信服务[5,7]㊂低轨卫星通信主要应用场景包括手机直连㊁边远地区覆盖㊁应急情况保障和通导遥一体等[8]㊂1.1㊀手机直连手机直连卫星实现通信是低轨卫星网络最核心也是最基础的应用,通过手机直连,用户可以在任何区域内获得网络连接㊂基于移动性管理,用户可以同时与多颗卫星及地面基站通信,实现真正的 无缝切换 ;基于频谱管理,精确化管理小区覆盖,提供更可靠更稳定的信息传输,同时降低地面通信系统负载㊂1.2㊀边远地区通信覆盖由于环境以及成本限制,传统地面通信系统无法完全覆盖所有地区㊂而卫星具有高覆盖与无视地理环境等传输特性,因此采用低轨卫星进行通信可以破除地理环境限制,低成本地为所有用户提供通信与数据服务,实现全球通信覆盖㊂1.3㊀应急通信保障由于地面通信系统基于地面固定设备实现通信,因此当遇到地震㊁洪水等地质灾害时,会由于设备受损与停电而中止地区通信服务㊂因此采用低轨卫星进行通信可以在出现应急状况时,全面接管通信传输任务,保障基础服务,进而提高救灾恢复效率,提高通信系统的抗毁性㊂1.4㊀通导遥一体低轨卫星互联网可以将太空低轨通信卫星㊁导航卫星㊁遥感卫星融合,实现通导遥一体,在这种情况下,可以根据任务由卫星互联网传递遥感㊁导航需求与指令,并快速传输具体的导航与遥感数据,让地面能够及时㊁准确地获得特定导航与遥感信息[9-10]㊂2㊀低轨卫星信号特点2.1㊀低轨卫星链路构成与分析在低轨卫星网络中主要有星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路,具体构成如图1所示㊂其中星间链路指的是卫星之间的通信链路,馈电链路指的是卫星与信关站之间的通信链路,而用户链路则指的是卫星与移动终端之间的通信链路㊂卫星测控链路则是卫星与地面测控站之间的通信控制链路,用于实现对卫星的控制与遥测㊂卫星测控链路中指令的准确传输直接关系到卫星的安全运行,因此卫星测控链路着重于信息传输的准确性与可靠性,通常采用抗干扰性能强的扩频通信体制进行通信㊂而星间链路㊁用户链路和馈电链路则由于效率等方面原因较少采用扩频体制,通常基于3GPP的5G体制进行设计,如AST和Lynk等,只有Globalstar与苹果手机直连中由于Globalstar采用的私有通信协议而导致用户链路使用扩频体制,以及应用场景出于保密与抗干扰需求才会选择扩频体制㊂图1㊀低轨卫星网络链路构成Fig.1㊀LEO satellite network link architecture本文主要介绍具有普适性且适用于各种终端的信号捕获与跟踪技术,另外考虑到卫星网络中存在扩频体制以及捕获与跟踪技术的多样性,因此也列举了一些主要针对扩频体制的信号捕获与跟踪技术㊂2.2㊀信号特性分析低轨卫星通信系统中卫星主要运行在500~ 1500km的低空轨道中,由于其轨道高度低,因此具有传输损耗低和低时延的特性,是最有可能实现卫星互联网的卫星通信系统㊂但由于卫星本身体积与宇宙空间环境限制,卫星发射功率有限,同时也因为距离以及干扰等因素导致接收机所收信号信噪比较低㊂另外,卫星较快的运动速度会给信号带来多达几百kHz的多普勒频移,如此大的频谱偏移会给接收机设计带来挑战,迫使接收机放大前端带宽,进而导致带外噪声引入,使得接收信噪比降低,同时如此大的频谱偏移还会导致同步中频率搜索区间过大,给信号同步带来更大挑战,影响信号接收㊂由于卫星信号具有信噪比低且多普勒频移大的动态特性,因此如何在这种环境下,实现稳定可靠接收成为了实现低轨卫星通信的关键点㊂2.3㊀低轨卫星波束特点2.3.1卫星多波束特点及挑战多波束技术可以通过数字波束合成(Digital Beam Forming,DBF)来指向低轨卫星信号接收方向,提高接收信号信噪比[11-12]㊂多波束技术在接收时需要分析波束指向来达到最佳接受性能㊂遍历所有情况找出最大接收功率显然效率较低,因此如何迅速根据接收信号分配权值合成最佳接收波束成为实现波束捕获的主要挑战㊂2.3.2卫星跳波束特点及挑战跳波束技术基于相控阵技术实现,通过改变相位来快速调整波束方向,实现信号发送与接收[13]㊂跳波束技术使低轨卫星频谱资源能够被灵活调配,在功率有限情况下,产生更高质量的信号,有效提高低轨卫星系统频谱效率;同时跳波束技术可以让低轨卫星通信系统灵活适应不同吞吐率,根据需求求解出时隙切换表,进行波束的周期性调整[14-15]㊂由于低轨卫星通信中的跳波束技术在不断变换波束,而只有成功捕获波束才能正常接收信号,因此如何在短时间内跟踪到波束指向并进行跟踪控制成为了跳波束应用的主要挑战㊂3㊀关键技术信号接收过程中,首先需要进行的是波束捕获与跟踪控制㊂波束捕获的目的是在接收到信号后能迅速锁定到接收信号对应的波束,从而进行跟踪控制,实现波束对准㊂波束跟踪控制针对多波束技术而言,通过分析找出实现波束对准所需权值,通过设置相控阵权值来对准波束,完成接收㊂通过波束捕获与跟踪控制,完成波束对准,实现信号的准确接收,然后需要获取接收信号的多普勒频移和码相位偏移来实现同步㊂其中对信号的同步具体包含捕获过程和跟踪过程㊂首先是进行捕获,通过信号捕获技术获取较为粗略的码相位信息与多普勒频移信息,这些低分辨率的信息有助于之后的信号跟踪;之后进行跟踪,通过信号跟踪技术利用捕获得到的信息精确估计码相位信息与载波频率,解调出导航数据㊂3.1㊀波束捕获与跟踪控制3.1.1波束捕获低轨卫星通信网络中通常采用跳波束技术来提高频谱利用效率,会存在波束的频繁切换,需要波束捕获技术来及时跟踪捕获波束变化,实现准确接收㊂低延迟快速捕获(Low Delay Fast Acquisition, LDFA)是一种用于在卫星通信系统中快速捕获和跟踪通信波束的算法㊂LDFA算法的目标是最小化与卫星建立可靠通信链路所需的时间,这对于延迟敏感的应用(如实时语音和视频通信)来说非常重要㊂为了与卫星建立通信链路,地面站必须首先确定其当前所在的波束,然后将其接收器调谐到适当的频率,这个过程被称为波束采集㊂LDFA算法旨在通过结合使用快速信号处理技术和智能搜索策略,将执行波束捕获所需的时间降至最低㊂低延迟快速捕获算法通常涉及以下步骤:①使用宽带接收机搜索卫星㊂②一旦检测到卫星,将接收机调谐到卫星信号的频率,并对信号进行解调,以提取关于波束结构和可用波束的信息㊂③确定地面站当前所处波束,并将接收机调谐到该波束的适当频率㊂④在波束移动时跟踪波束,根据需要调整接收机频率,以保持可靠的通信链路㊂3.1.2波束跟踪控制在卫星通信中应用多波束技术可以方便快捷地针对信号来源处产生对应波束,以较高信噪比接收信号㊂传统波束跟踪过程中采用机械电机结构来实现波束对准,其中天线方向决定波束方向,通过不断转动实现接收信噪比最大化㊂但这种方式需要精密的机械结构㊁高昂的制造成本以及较慢的对准过程,因此使用效果并不能满足低轨卫星互联网通信需求㊂而采用数字波束合成的多波束技术可以通过数字方式简单㊁方便地控制波束方向,快速追踪波束㊂波束跟踪控制主要有两种方法:波束自适应控制和波束切换控制㊂波束自适应控制方法根据输入信号情况自适应调整阵列权值,从而在无需估计输入信号方向情况下给出最优波束控制方向㊂但自适应控制每次都需要重新估计,导致计算复杂度过高,因此实时性较差,且需要较多的硬件资源,在实际情况下应用较少㊂波束切换控制方法会在设备中预存有对应方向的波束权值,过程中需要确定输入信号方向,通过比较各个指向上的功率,来判断信号指向,再通过查询权值表获得波束指向的正确权值㊂这种方式可以预先求解出各个波束指向的权值,进而在实际控制过程中直接查表获取权值,相比较于自适应控制方法更简单㊁高效㊂在实际情况中,可以借助先验信息(例如星历㊁轨道信息)来缩小搜索范围,加快波束切换控制方法的搜索㊂波束捕获流程图如图2所示㊂图2㊀波束捕获流程图Fig.2㊀Flowchart of beam acquisition3.2㊀信号捕获技术传统的捕获方法中,常常通过相关运算和能量检测来观察较高的能量峰,以此来找到码相位,但实际情况下会由于多普勒频移导致载波不能完全消除进而导致能量峰急剧下降,从而难以找到正确的码相位㊂因此,十分有必要得到准确的载波信息,将其对相关峰的影响完全消除,进而得到较为准确的码相位,实现捕获㊂信号捕获的目标是将相位差别控制在半个码元宽度内㊂本节介绍的滑动相关捕获算法㊁并行捕获算法和序列估计捕获算法主要用于测控链路中扩频信号的捕获,而匹配滤波器算法㊁FFT 捕获算法和PMF-FFT 捕获算法则可以用于馈电链路㊁星间链路㊁用户链路和测控链路㊂3.2.1滑动相关捕获算法滑动相关算法是最常见的信号捕获方法,通常用于扩频体制下的信号捕获,在低轨卫星网络中可以用于测控链路,其本质是一种二维搜索法,同时搜索载波频率与相位㊂其为伪码生成器设置与接收信号不同的速率,进而实现二者相对滑动,在一个相关周期内一般伪码会滑动半个码片,滑动会一直持续到两个码序列相位对齐时,此时便得到所接收伪码的相位㊂另外对于载波频率的搜索可以通过改变本地载波来实现,当本地载波频率与伪码载波频率接近时,可以输出相关峰,因此可以通过对相关峰的检测来得到伪码载波频率㊂滑动相关算法结构如图3所示,其将对伪码载波频率与相位的搜索分别转化成对本地载波频率和本地伪码发生器时钟的控制,当相位一致且出现足够的相关峰时,便搜索得到伪码的载波频率与相位,从而实现捕获[16]㊂图3㊀滑动相关法伪码捕获的结构框图Fig.3㊀Block diagram of the structure of pseudocodeacquisition by slide correlationmethod3.2.2并行捕获算法并行捕获算法与滑动相关算法类似,均针对测控链路中的扩频体制实现捕获,不同的是其在通过本地载波解调进行载波剥离后,会并行使用2N 个支路的伪码序列相关解扩器分别处理,之后使用最大值选择器选择各并行支路的最大值,由于输出最大值的相位与接收信号相位误差最低,因此其相位可以作为捕获得到的伪码相位,进而实现信号捕获[16]㊂并行捕获算法原理如图4所示㊂图4㊀并行捕获算法Fig.4㊀Parallel acquisition method㊀㊀并行捕获算法是2N 个支路同时进行,所需时间短㊁效率高,但也由于要使用2N 个支路以及2N 个解扩单元,因此设备复杂度较高㊂3.2.3序列估计算法序列估计算法也是针对测控链路中的扩频体制实现信号捕获,其从接收信号中提取到PN 码,利用提取到的PN 码来设置本地PN 码序列发生器,将该发生器所产生的PN 码序列与接收信号进行相关,当出现相关峰时完成捕获,此时相位便是接收信号的相位㊂序列估计算法原理如图5所示㊂序列估计算法通过提取接收信号PN 码来进行相位估计,但很多情况下PN 码并不方便提取,这就导致序列估计法可能无法实现㊂另一方面,序列估计算法对于干扰和噪声十分敏感,当信噪比较低时实际捕获效果不好,因此在低轨卫星场景下适用性有限㊂图5㊀序列估计算法原理图Fig.5㊀Schematic diagram of sequence estimation method3.2.4匹配滤波器算法匹配滤波器算法可以通过改变系统传递函数快速捕获相位,因此可以灵活应用在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景㊂匹配滤波器根据输入信号改变系统传递函数,使得输出是输入信号的自相关函数,基于这一特点,采用匹配滤波器捕获相位,可以大大缩短捕获时间㊂具体来说,匹配滤波器算法基于接收信号设置本地码序列,之后采用移位寄存器依次对接收信号延迟码元宽度以获得不同相位时的相关,通过包络检测找到具有最大相关峰时的相位实现相位捕获㊂匹配滤波器算法原理如图6所示㊂图6㊀DMF 原理框图Fig.6㊀Block diagram of DMF㊀㊀匹配滤波器算法在一个码周期内就可以捕获到码相位,实现快速捕获㊂但是包络检测判决输出会随着多普勒频移的增加而迅速衰减,不利于信号检测,因此匹配滤波器算法并不适用于高动态场景[16]㊂3.2.5快速傅里叶变换捕获算法快速傅里叶变换(Fast Fourier Transformation,FFT)算法,可以从信号的时域表示中获取到信号的频域表示,其可以将时域中卷积运算简化为频域中乘法运算,也可以将捕获中的时域相关运算转化成频域相乘运算㊂FFT 捕获算法可以通过FFT 算法简化捕获过程,主要有并行频率搜索和并行码相位搜索两种,可以灵活应用在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景㊂并行频率搜索法原理如图7所示,其首先将接收信号与本地载波混频,去除载波,然后与本地码发生器相关,并对相关结果使用傅里叶变换,使得时域的相关转换为频域相乘,通过取模观察频谱峰值,根据频谱峰值得到多普勒频移,并不断调整本地码相位使得频谱峰值超过门限,从而得到码相位偏移[17-20]㊂图7㊀并行频率搜索原理框图Fig.7㊀Block diagram of parallel frequency search㊀㊀并行码相位搜索法原理如图8所示,其与并行频率搜索均在一开始利用混频器对接收信号去除载波影响,不同的是并行码相位搜索在此之后对该信号与本地码发生器所产生的本地码提前进行傅里叶变换,二者分别进行傅里叶变换之后共轭相乘,通过频域相乘完成与时域相关一样的效果,之后通过傅里叶反变换获得时域结果,根据取模后峰值得到码相位偏移,通过不断调整载波频率,使峰值超过门限值,此时的频率即为多普勒频移㊂可以看到,无论是哪种方法,都可以将二维的对载波频率和码相位的捕获变成一维捕获,大大降低算法复杂度,实现快速捕获㊂采用FFT 进行捕获虽然可以大幅度提高捕获效率,但会由于傅里叶变换需要大量运算而导致实际实现复杂度高以及信号处理延时较大,因此也不适合实时信号处理㊂图8㊀并行码相位搜索结构图Fig.8㊀Structure of phase search for parallel codes3.2.6部分匹配滤波器和快速傅里叶变换捕获算法部分匹配滤波器和快速傅里叶变换(PartialMatched Filter FFT,PMF-FFT)捕获算法的实现流程如图9所示[21-23]㊂其与匹配滤波器算法和FFT 算法一致,均可以应用在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景㊂图9㊀基于PMF-FFT 的捕获算法Fig.9㊀Acquisition algorithm based on PMF-FFT㊀㊀PMF-FFT 捕获算法通过将匹配滤波与频域并行捕获方法有效结合,在利用二者优势的情况下,补偿各自弊端,在卫星通信接收机中得到了大规模的使用[24]㊂PMF-FFT 捕获算法首先通过混频器剥离载波,在此之后使用多个匹配滤波器代替传统相关器进行相关,并将I㊁Q 路产生的多个输出结果合成为复数信号,对其进行FFT 运算,检测FFT 的峰值结果,如果大于门限,则峰值频率对应为多普勒频移量,相位对应为码相位㊂其使用多个匹配滤波器,相比相关器大幅减少运算时间,并通过整体FFT 变换,快速完成所有频率的搜索,再经由滤波器拆分,减少FFT 运算点数,大大降低复杂度,因此最为适宜低轨卫星网络场景下的信号捕获㊂PMF-FFT捕获算法包含以下几个步骤:①将输入信号送入多个匹配滤波器;②将匹配滤波的结果补零加窗并进行FFT;③取FFT运算结果的最大相关值进行输出㊂3.3㊀信号跟踪技术捕获过程是粗略估计接收信号的多普勒频移和码相位偏移,分辨率稍低,又称为粗同步㊂跟踪阶段,从捕获算法得到的信号多普勒频移和码相位的粗略估计值出发,精确估计两个参量的值,使得本地复制信号与接收信号一致,解调出导航数据,以便于下一个阶段解算[25]㊂本节介绍的锁相环(Phase-Locked Loop,PLL)㊁科斯塔斯(Costas)环和基于卡尔曼滤波的跟踪方法均可以用于星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景下的信号跟踪㊂3.3.1锁相环锁相环用来实现对输入信号的跟踪并给出精确的载波相位测量值㊂锁相环由三部分构成,分别为:鉴相器(PD)㊁压控振荡器(VCO)和环路滤波器(LF)㊂锁相环能产生与输入信号在频率和相位上同步的输出信号㊂当锁相环处于锁定状态下,其处于同步状态,输出信号与输入信号频率一致,相位误差固定为某一常数;而当锁相环处于失锁状态下,锁相环中的VCO会根据误差产生相应控制信号来纠正输出信号频率与相位,从而回到锁定状态,使得输出信号与输入信号完全一致㊂不过锁相环在高动态场景下由于多普勒频移和多普勒频率变化率较大,因此难以稳定跟踪输入信号,并不能直接用于低轨卫星场景㊂3.3.2Costas环由于BPSK扩频后的信号频谱不会在载波频率处出现峰值,因此采用锁相环无法提取出载波频率,除此之外,锁相环对180ʎ的相位翻转敏感,无法正常读取BPSK数据㊂Costas环可以解决以上两点问题,有助于在星间链路㊁馈电链路㊁用户链路和测控链路等场景下对PSK信号进行跟踪㊂在Costas环中,VCO产生的载波信号分两路与接收信号相乘进行载波剥离,其中一路载波信号先进行90ʎ相移再相乘,这样的两路信号分别经过低通滤波器之后相乘,抵消PSK的调制效果,获得精确的多普勒频移与伪码相位㊂Costas环原理如图10所示㊂图10㊀Costas环解调器Fig.10㊀Costas ring demodulator Costas环虽然非常适用于PSK调制,但其对信号的灵敏度不如纯锁相环,因此也不能直接用于低轨卫星场景下的信号跟踪过程㊂3.3.3基于卡尔曼滤波的跟踪方法锁相环在高动态场景下难以稳定跟踪信号,可以引入卡尔曼滤波来对高动态信号进行持续跟踪㊂卡尔曼滤波是控制领域常用的估计方法,其核心原理是根据测量数据与估计数据的相对关系,在二者间取某一中间值,这个中间值相对于测量与估计结果均更加准确,且由于卡尔曼滤波具有收敛速度快㊁仅需上一时刻结果和计算复杂度低等优点被广泛使用㊂卡尔曼滤波具体流程如图11所示,总结如下㊂图11㊀卡尔曼滤波基本流程Fig.11㊀Kalman filtering basicflow。
移动通信原理与系统(北京邮电出版社)课后习题答案
第一章概述1．1简述移动通信的特点：答：①移动通信利用无线电波进行信息传输；②移动通信在强干扰环境下工作；③通信容量有限；④通信系统复杂；⑤对移动台的要求高。
1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？答：①互调干扰；②邻道干扰；③同频干扰（蜂窝系统所特有的）；④多址干扰。
1．3简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。
答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。
其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。
从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。
主要是措施是采用频分多址FDMA 方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。
第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。
其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95 两大系统，另外还有日本的PDC 系统等。
从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。
主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
RAKE接收
RAKE接收其基本原理是将无线通信系统中，幅度明显大于噪声背景的多径分量取出，对其进行延时和相位校正，使之在某一时刻对齐，并按一定的规则进行合并，变矢量合并为代数求和，有效地利用多径分量，提高多径分集的效果。
英文全称：Rake Receive• 1 背景• 2 原理• 3 组成• 4 应用于CDMA系统• 5 应用于UWB• 6 相关条目•7 参考资料RAKE接收-背景RAKE接收效果仿真RAKE接收机（RAKE receiver）一种能分离多径信号并有效合并多径信号能量的最终接收机。
多径信号分离的基础是采用直接序列扩展频谱信号。
当直扩序列码片宽度为TC时，系统所能分离的最小路径时延差为TC。
RAKE接收机利用直扩序列的相关特性，采用多个相关器来分离直扩多径信号，然后按一定规则将分离后的多径信号合并起来以获得最大的有用信号能量。
这样将有害的多径信号变为有利的有用信号。
应用 RAKE接收机主要应用在直扩系统中，特别是在民用CDMA（码分多址）移动通信系统中。
下图示出一个RAKE接收机，它是专为CDMA系统设计的多径最佳接收机。
在移动通信的环境中，不但需要移动台收发器，也需要基地台收发器，因此无论移动台在通信区域内的哪一个位置，系统都能提供一条高品质的通信链路。
对于窄带系统来说，由于在传送一个符号的时间内，总会有一小部份功率较强的多径信号出现在接收机端，因此系统会通过软件来实现信道等化功能，以便更正符码之间的干扰现象（ISI：Inter-Symbol Interference）。
由于CDMA系统具有宽带的特性（也就是很高的码片速率），因此这些路径可能会超过一个CDMA位（码片）的宽度；在这种情形下，传统的等化功能将不再适用，需要一种新的技术，它必须能接收所有路径的信号，然后组成一个完整的信号。
RAKE接收机就拥有这样的功能，它可以收到所有可能路径的信号，然后再将这些路径上的信号组合成一个非常清晰的信号，强度远超过单个路径上的信号；基本上，RAKE接收机会计算参考模式与接收信号之间的相关性，然后找出个别信号的传送路径。
通信行业督导技能资格考试试题题库填空题
通信行业督导技能资格考试试题题库填空题三、填空题3.1射频知识1）30dBm加上30dBm等于33 dBm，33dBm减去27dBm等于 1.5 W，30dBmW= 1dBW，0.5W、1W、2W、5W、10W换算成dBm，分别为27dBm、30 dBm、33 dBm 、37dBm、40dBm2）25m的自由空间损耗（900MHz）为59 dB，30m的自由空间损耗为61 dB，一般混凝土墙的衰落余量取值为15～30 dB。
3）无线电波干扰一般分为同频干扰、邻频干扰、阻塞干扰、互调干扰以及近端对远端的干扰。
4）由于多径传输的影响，会使电波的极化方向发生变化，因此，有的地方信号场强增强，有的地方信号场强减弱。
我们应尽量避免多径传输效应的影响。
同时可采取空间分集或极化分集的措施加以对应。
5）由于电波的绕射，在高大建筑物后面会形成所谓的“阴影区”。
频率越高，建筑物越高、越近，影响越大。
6）无线电波在传播中遇到障碍物会产生损耗，在大城市，900MHz电波在建筑物的损耗一般取20dB，1800MHz电波一般在900MHz损耗的基础上加5dB，人体的损耗一般取3dB，车内一般取8dB。
7）理想情况，放大器入口电平0dBm，增益39dB，输出功率为8W。
8）无线信号在水面上传播比在空气中传播的损耗小，无线信号的频率越高，在空气中传播的损耗越大。
9）信号在无线空间的衰减分为两种：路径衰落和阴影衰落；多径衰落包括瑞利衰落和时间色散。
10）室内建筑材料对无线信号的损耗各不相同，一般金属为33dB、水泥墙为15~30dB、砖墙为10dB、抗紫外线玻璃为20dB、一般玻璃为6dB。
3.2网络知识1）GSM 900M系统中每信道带宽是0.2 MHz，CDMA 800M系统每信道带宽是 1.23 MHz，DCS 1800M系统中每信道带宽是0.2 MHz；其中GSM移动频段（含EGSM频段）占用24 MHz，除EGSM频段，频点从 1 到94 ；GSM联通频段占用 6 MHz，频点从96 到124 ；CDMA联通频段占用10 MHz。
移动通信原理与系统习题答案分析.(优选)
4．8题图4.2是一个（2，1，1）卷积码编码器。设输入信息序列为10111，输出是什么？
答：输出是1110110101。
解：
自由空间损耗
自由空间中距离天线100m处的接收功率
2．3若载波 ，移动台速度 ，求最大多普勒频移。
解：
2．4说明时延扩展、相关带宽和多普勒扩展、相关时间的基本概念。
答：时延扩展
参数
市区（us）
郊区（us）
平均多径时延
1.5~2.5
0.1~2.0
最大时延（-30dB为门限）
5.0~12.0
0.3~7.0
答：①单工通信；
②双工通信（蜂窝式移动通信系统采用该方式）；
③单双工通信；
④移动中继方式。
换算：
总式：1W=0dBW=10log1W=10log1000mW=30dBm
Pr(dBm)=10lgPr(mW)Pr(dBW)-10lgPr(W)
①10mW=10lg10(mW)=10(dBm)
②20mW=10lg20(mW)=13.01(dBm)
多普勒扩展
多普勒扩展定义为多普勒功率谱密度标准差
当信号带宽远远大于多普勒扩展—慢衰落
否则快衰落信道
相关时间
数据符号周期远远小于相关时间—慢衰落
否则为快衰落信道
2．5设载波频率 ，移动台运动速度 ，问移动 进行电波传播测量时需要多少个样值？在车行驶时进行实时测量需要多少时间？信道的多普勒扩展为多少？
答：①
北邮《移动通信系统与原理》期末复习
第一章概述1、个人通信的主要特点是：每个用户有一个属于个人的唯一通信号码，取代了以设备为基础的传统通信的号码。
2、目前最具发展潜力的宽带无线移动技术是：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA、WiMAX。
3、移动通信的主要特点有：（1）利用无线电波进行信息传输；（2）在强干扰环境下工作；（3）通信容量有限；（4）通信系统复杂；（5）对移动台的要求高。
4、移动通信产生自身产生的干扰：互调干扰，邻道干扰，同频干扰，多址干扰。
第二章移动通信电波传播与传播预测模型1、移动信道的基本特性就是衰落特性。
2、移动信道的衰落一般表现为：（1）随信号传播距离变化而导致的传播损耗和弥散；（2）由于传播环境中的地形起伏，建筑物以及其他障碍物对电磁波的遮蔽所引起的衰落，一般称为阴影衰落；（3）无线电波在传播路径上受到周围环境中地形地物的作用而产生的反射、绕射和散射，使得其到达接收机时，是从多条路径传来的多个信号的叠加，这种多径传播所引起的信号在接收端幅度、相位和到达时间的随机变化将导致严重的衰落，即所谓多径衰落。
3、大尺度衰落主要是由阴影衰落引起的，小尺度衰落主要是由多径衰落引起的。
4、一般认为，在移动通信系统中一项传播的3种最基本的机制为反射、绕射和散射。
5、移动无线信道的主要特征是多径传播。
6、多径衰落的基本特性表现在信号的幅度衰落和时延扩展。
一般来说，模拟移动通信系统主要考虑多径效应引起的接收信号的幅度变化；数字移动通信系统主要考虑多径效应引起的脉冲信号的时延扩展。
7、描述多径信道的主要参数：（1）时间色散参数和相关带宽；（2）频率色散参数和相关时间；（3）角度色散参数和相关距离。
P288、相关带宽是信道本身的特性参数，与信号无关。
9、相关带宽：频率间隔靠得很近的两个衰落信号存在不同的时延，这可使两个信号变得相关，使得这一情况经常发生的频率间隔就是相关带宽。
10、相关时间：一段间隔，在此间隔内，两个到达信号具有很强的相关性，换句话说在相关时间内信道特性没有明显的变化。
移动通信系统的发展历程
通信概论论文移动通信系统的发展历程年级:学号:姓名:专业:目录摘要I关键词I第1章引言I第2章移动通信技术的发展历程II第3章移动通信系统的关键技术IV第4章移动通信系统的发展方向VI参考文献VIII附录1 标题VIII摘要：现如今经济发展迅速，移动通信也得到了很广泛的应用。
自从20世纪90年代以来，很多国家对移动通信的需求量经历了指数级的增长，我国也不例外，而且这种需求量还将持续下去。
为适应经济全球化与信息网络化的发展，移动通信系统不仅需要丰富移动业务，还需要采用新技术，以满足更多移动用户的需求。
关键词：移动通信；模拟蜂窝；微电子技术；多载波调制；正交频分复用；多模式终端。
一、引言移动通信是指移动用户之间，或移动用户与固定用户之间的通信。
随着电子技术的发展，特别是半导体、集成电路和计算机技术的发展，移动通信得到了迅速的发展。
随着其应用领域的扩大和对性能要求的提高，促使移动通信在技术上和理论上向更高水平发展。
20世纪80年代以来，移动通信已成为现代通信网中不可缺少并发展最快的通信方式之一。
移动通信系统由两部分组成：空间系统和地面系统，其中地面系统主要是卫星移动无线电台和天线，以及关口站、基站等。
移动通信主要有五大特点：一是移动性，就是要保持物体在移动状态中的通信，因而它必须是无线通信，或无线通信与有线通信的结合；二是电波传播条件复杂，因移动体可能在各种环境中运动，电磁波在传播时会产生反射、折射、绕射、多普勒效应等现象，产生多径干扰、信号传播延迟和展宽等效应；三是噪声和干扰严重，在城市环境中的汽车火花噪声、各种工业噪声，移动用户之间的互调干扰、邻道干扰、同频干扰等；四是系统和网络结构复杂，它是一个多用户通信系统和网络，必须使用户之间互不干扰，能协调一致地工作，此外移动通信系统还应与市话网、卫星通信网、数据网等互连，整个网络结构是很复杂的；五是要求频带利用率高、设备性能好。
二、移动通信技术的发展历程移动通信可以说从无线电发明之日就产生了。
2004年11月WCDMA试题-合作方(含答案).
2004年11月无线网络规划部技术大比武试题考试科目：无线WCDMA网络规划优化注意事项：A.本试卷为2004年11月大比武试题，考试时间为120分钟，闭卷考试。
B.应考人员在答题前，请将姓名、单位、考场所在办事处，认真准确地填写在答题纸的折线内，不得在试卷上答题，所有答题在答题纸上完成。
C.应考人员应严格遵守考场纪律，服从监考人员的监督和管理，凡考场舞弊不听劝阻或警告者，监考人员有权终止其考试资格，没收试卷，以0分处理，并报上级部门予以处分。
D.考试结束，应考人员应停止答卷，离开考场。
监考人员收卷后，对答卷纸进行装订、密封，送交有关部门进行评判。
一、填空题（每空1分，共40分）1.工程参数总表是贯穿整个网络规划优化全业务流程的基础性文档，必须始终保证唯一性和实时刷新。
2.在使用高通6200测试手机进行PS业务测试时，先需要安装UE的USB驱动程序，可以在Windows的“设备管理器”中的端口（COM和LPT）来查看是否安装成功。
其次需要在UE参数设置菜单中的“Menu －》5 Setting －》9 Data －》3 Profile”项目中，根据网络要求正确设置APN 。
然后新建一个拨号链接（注意选择modem的时候选择高通手机），拨*99# 号就可以进行PDP激活。
3.WCDMA载波间隔不一定是5MHz，实际的载波间距应根据载波间的干扰情况以200KHz 为一个基本单位，在4.4MHz 至5MHz之间选择。
4.当已知工作频率时，电波在空间的传播损耗可以写成：L p=L0+10 lg(d km)，对于自由空间的情况，式中γ等于 2 。
5.分集接收技术被认为是明显有效而且经济的抗衰落技术，通常包括：空间分集、角度分集、频率分集、极化分集、时间分集等。
6.使用R&S公司的数字式功率计，则直接可以读出前向功率、反向功率、回波损耗、以及驻波比等测量数据。
7.RNC数据配置中，当系统处于在线状态时，配置正确的数据会立即发往前台。
无线电波传播原理及主要传播模型
无线电波传播原理1无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析1.1 电磁场与电磁波基础1820年奥斯特电磁1831年法拉第磁电产生产生变化的电场磁场变化的磁场电场激发?电磁场理论麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出了著名的电磁场理论（经典电磁场理论），指出变化电场和变化磁场形成了统一的电磁场，预言电磁场能以波动的形式在空间传播，称为电磁波；并得到电磁波在真空中传播的速度等于光速，从而断定光在本质上就是一种电磁波。
后来，赫兹用振荡电路产生了电磁波，使麦克斯韦的学说得到了实验证明，为电学和光学奠定了统一的基础。
因此，麦克斯韦的经典电磁场理论是人类对电磁规律的历史性总结，是19世纪物理学发展的最辉煌成就，是物理学发展史上一个重要的里程碑。
电磁波的诞生赫兹----德国物理学家赫兹对人类伟大的贡献是用实验证实了电磁波的存在，发现了光电效应。
1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。
开创了无线电电子技术的新纪元。
赫兹用各种实验，证明了不仅电磁波的性质和光波相同，而且传播速度也相同，并可发生反射、折射、干涉、衍射和偏振等现象，即电磁波服从一般波动所具有的一切规律。
如果空间的电场或磁场变化是周期性的，我们用周期和频率来描述变化快慢。
电磁场变化过程中产生的电磁波的频率等于电磁场的变化频率；电磁波在传播中从一种介质进入另一种介质时，其频率不会发生改变，但其传播速度会发生改变。
电磁波的应用从1888年赫兹用实验证明了电磁波的存在，1895年俄国科学家波波夫发明了第一个无线电报系统。
1914年语音通信成为可能。
1920年商业无线电广播开始使用。
20世纪30年代发明了雷达。
40年代雷达和通讯得到飞速发展，自50年代第一颗人造卫星上天，卫星通讯事业得到迅猛发展。
如今电磁波已在通讯、遥感、空间控测、军事应用、科学研究等诸多方面得到广泛的应用。
无线电通信的起源1897 年：马可尼完成无线通信试验——电报发收两端距离为18 海里试验是在固定站与一艘拖船之间进行的20 世纪初：两次世界大战导致无线通信蓬勃发展步话机、对讲机等1941 年美陆军就开始装备步话机短波波段，电子管电磁波分类-按传输方式电磁波分类-按传输方式电磁波分类-按波长电磁波分类-按波长各波段电磁波特点长波通信：沿地面传播，衰减小、穿透能力强 中波通信：地波传播及夜晚电离层反射传播 短波通信：天波传播，适合远距离传输超短波通信：直线传播，视距通信，广播电视、移动通信微波通信：工作频带宽，长距离接力通信第1讲无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析传播途径①建筑物反射波②绕射波③直射波④地面反射波①建筑物反射波②绕射波③直射波④地面反射波第1讲无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析1.3 无线传播环境•问题：移动通信比较固定通信有那些特殊性呢?•多径无线传播无线路径是一个很复杂的传播媒介•手机发射功率有限手机的发射功率客观限制了蜂窝小区的服务范围手机电池寿命和对人体危害决定了发射功率大小•频率资源有限带宽一定信道编码等占用额外频率资源频率需要被重复利用==> 产生同频干扰•用户行为的不确定性第1讲无线电波传播原理• 1.1 电磁场与电磁波基础• 1.2 无线电波传播原理• 1.3 无线传播环境• 1.4 无线信道分析无线信道分析在移动通信研究中的意义无线通信系统的信道十分复杂：9地理环境的复杂性和多样性9用户移动的随机性9多径传播无线信道是制约移动通信质量的主要因素无线信道是研究各种技术的主要推动力量无线信道的建模对于整个移动通信系统仿真的正确性和可靠性有着举足轻重的意义1.4 无线信道分析•无线信道中的损耗一般分为三个层次：—大尺度（又称路径损耗）【path loss】—中等尺度（阴影衰落、慢衰落）【shadowing】—小尺度衰落（快衰落）【fast fading】无线信道分析场强平均值随距离增加而衰减（路径损耗，大尺度衰落）•电磁波在空间传播的损耗场强中值呈慢速变化（慢衰落，阴影衰落，中等尺度衰落）•由地形地貌导致场强瞬时值呈快速变化（快衰落，小尺度衰落）•多径效应——由移动体周围的局部散射体引起的多径传播，表现为快衰落•多普勒效应——由移动体的运动引起，多径条件下引起频谱展宽三种衰落区别•大尺度衰落主要是路径损耗，可用自由空间传播模型来近似；其特点是：慢变，信道在很长时间内可以认为是恒定的，而且衰落的幅度很小。
通信行业督导技能资格考试试题题库选择题
通信行业督导技能资格考试试题题库选择题一、网络知识1）载频号分别为74（GSM）、688（DCS）和283（CDMA），计算成上行中心频率正确的一组是（C）A、904.8MHz 1840.4MHz 831.03MHzB、949.8MHz 1746.4MHz 833.49MHzC、904.8MHz 1745.4MHz 833.49MHzD、904.8MHz 1745.4MHz 833.49MHz 2）下列哪几项是用于克服多径衰减而采用的措施（ABC）A、跳频B、均衡C、分集D、小区定向3）1.23MHzCDMA信号中1个码片时间（1chip）相当于无线信号在自由空间的传输距离是（C）。
A、212米B、224米C、244米D、452米4）CDMA手机在呼叫过程中，支持以下几种切换过程（ABC）A、硬切换B、软切换C、更软切换D、更硬切换5）下列哪个网络部件提供交换并连接到像PSTN的其他网络上（D）。
A、运行维修中心B、网络管理中心C、基站系统D、移动交换中心6）LAC通常是指（B）。
A、小区识别码B、位置区识别码C、基站识别码D、移动网络代码7）在CDMA系统中，用到两个m序列，长度为215-1的m序列通常用来（AD ）A、区分不同的基站信号B、区分不同的移动台C、在前向信道它用于信号的保密D、在前向信道中用于对前向信道进行正交调制8）在CDMA系统中，其功率控制包括（AB）A、反向开环功率控制B、反向闭环功率控制C、下行链路低速功率控制D、上行链路低速功率控制9）在移动通信系统中，扩频通信的优点是（ABD）A、隐蔽性和保密性较强B、抗干扰和抗多径衰落能力强C、占用频带较宽，系统复杂D、实现多址技术、提高频率复用率10）如果一个网络运营商分别有15 MHz的上、下行频宽，那么他可以获得多少个DCS频点 (减去一个保护频点)?（D）A、600B、599C、75D、7411）由于阻挡物而产生的类似阴影效果的无线信号衰落称为：（C）A、多径衰落B、快衰落C、慢衰落D、路径衰落12）移动和联通900M GSM、移动和联通1800M DCS以及联通800M CDMA上下行频率差值分别是（D）A、45MHz、95MHz、40MHzB、40MHz、90MHz、40MHzC、45MHz、90MHz、45MHzD、45MHz、95MHz、45MHz13）CI通常是指（A）。
移动通信原理与系统(北京邮电出版社)课后习题答案
②
③ ，所以多普勒扩展为
2．6若 ， ，移动台沿电波传播方向行驶，求接收信号得平均衰落率。
解：
2．7已知移动台速度 ， ，求对于信号包络均方值电平 得电平通过率。
解： ,
2．8设基站天线高度为 ，发射频率为 ，移动台天线高度为 ，通信距离为 ，利用Okumura-Hata模型分别求出城市、郊区与乡村得路径损耗。（忽略地形校正因子得影响）
微观分集：用于合并两个或多个短时限瑞利信号，这些信号都就是同一接收基站长经独立得衰落路径接收来自两个或多个不同天线发射得信号。
移动通信中常用得微观分集：时间分集、频率分集、空间分集、角度分集、极化分集。
4．3工作频段为 模拟移动电话系统TACS得信令采用数字信号方式。其前向控制信道得信息字A与B交替采用重复发送5次，如图所示。每字（40bit）长度5ms。为使字A（或B）获得独立得衰落，移动台得速度最低就是多少？
所谓相位连续就是指不仅在一个元码持续时间连续而且在从元码 转换得时刻 两个元码相位也相等满足关系式 即要求当前元码得初相位 由前一元码得初相位 来决定。
3．8GMSK系统空中接口传输速率为270、83333kbit/s，求发送信号得两个频率差。若载波频率就是 ，这两个频率又等于多少？
解：（1） ，
（2） ；
2．1说明多径衰落对数字移动通信系统得主要影响。
答：①信息信号分散，信噪比低，传输语音与数据质量不佳；
②可能引入尖锐得噪声，照成传输数据大量出错；
③不同路径传来得信号互相相关，难以直接叠加。增加接收电路单元得复杂度，从而提高系统得建设与运营成本。
2．2若某发射机发射功率为100W，请将其换算成d Bm与dBW。如果发射机得天线增益为单位增益，载波频率为900MHz，求出在自由空间中距离天线100m处得接收功率为多少dBm？
RAKE接收机原理及仿真设计
的崛起提供了有利的条件。美国领土面积 939 大帝国的胚胎”，但英国是崛起中的美国的天然 决定从西半球收缩，集中力量对付德国。由此可
万平方公里，它占有北美大陆最富庶的心脏地 伙伴。美国应该等待时机，忍受伦敦有时出现的 见，美国在取代英国成为全球霸主的过程中，从
带，其土地属于最肥沃和最高产的土地之列，其 专横行为，积累国家财富和力量，逐步达到显赫 来没有直接挑战英国霸权，而是成为英国的盟
本土避免了两次世界大战的破坏；南北都是弱 利的外部环境。二是奉行“韬光养晦”与“有所作 史告诉我们，丧失了制海权就等于丧失了战争
国，没有邻国的威胁，美国也成为美洲的当然领 为”相结合的策略。19 世纪末美国的工业总产 的主导权。建立一支高度现代化的海军是维护
袖。
值居世界第一位，成为以重工业为主导的工业 我国领土主权和经济安全的重要保障，是中国
rake接收机包含多个相关器每个相关器接收多路信号中的一路意思好像和原来的有些区别不知是否正确通过多个相关检测器接收多径信号中的各种信号分别检测多径信号中最强的l个支路信号感觉意思表述的不是太明确然后对每个相关器的输出进行加权求和以提供优于单路相关器的信号检测然后在此基础上进行解调和判决
科技论坛
RAKE 接收机原理及仿真设计
将导致信号的空间衰落，严重影响通信质量。克服 对第一条路径相对时延差为△3…第 N 条路径相 形。以此来作为仿真的初始信号。
多径效应是移动通信的一个关键问题。分集接收 对于第一条路径相对时延差为△N，且有
技术是一种对抗多径效应的有效方法。在 CDMA
△N>△N-1>…△3>△（2 △1=0）
移动通信系统中采用 RAKE 接收机来完成分集接
可耕地占总面积的 40%。它蕴藏有丰富的金属 的地位。在 1787 年的制宪会议上，汉密尔顿建 友，是在英国的逐步衰落中取而代之的，而德国
CDMA的基本概念
CDMA移动通信技术基本概念CDMA移动通信系统网络结构图（电路域）CDMA网包括：移动终端、BSS子系统、MSS子系统、OMM子系统等部分 基站子系统BSS：基站子系统BSS可分为两部分。
通过无线接口与移动台相连的基站收发信台（BTS）以及与移动交换中心相连的基站控制器（BSC），BTS负责无线传输、BSC负责控制与管理。
MSS子系统：移动交换子系统MSS完成CDMA的主要交换功能，同时管理用户数据和移动性所需的数据库。
MSS子系统的主要作用是管理CDMA移动用户之间的通信和CDMA移动用户与其它通信网用户之间的通信。
移动交换子系统MSS包括以下主要功能单元：•移动交换中心（MSC）•拜访位置寄存器（VLR）•归属位置寄存器（HLR）•鉴权中心（AUC）•短消息中心（MC）移动交换中心（MSC）：MSC是CDMA网络的核心。
MSC从三种数据库，拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC）中取得处理。
用户呼叫请求所需的全部数据。
反之，MSC根据其最新数据更新数据库。
•对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路接续的功能。
•是CDMA网和其他网络之间的接口。
•每个MSC还完成GMSC的功能。
•每个MSC还完成SSP的功能。
拜访位置寄存器（VLR）：VLR是一个动态用户数据库。
VLR从移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存贮必要的数据，包括：用户号码、移动台的位置区信息、移动用户识别码、批准数据、鉴权数据和用户服务清单等参数。
一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消该移动用户的数据记录。
通常VLR与MSC合设。
归属位置寄存器（HLR）：HLR是一个静态数据库，存储管理部门用于移动用户管理的数据。
每个移动用户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：•一是有关移动用户的参数，包括移动用户识别号码、电子序列号、用户号码、服务项目清单、批准有效时间等；•一是有关移动用户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。
(完整版)移动通信原理与系统(北京邮电出版社)课后习题答案
第一章概述1．1简述移动通信的特点：答：①移动通信利用无线电波进行信息传输；②移动通信在强干扰环境下工作；③通信容量有限；④通信系统复杂；⑤对移动台的要求高。
1．2移动台主要受哪些干扰影响？哪些干扰是蜂窝系统所特有的？答：①互调干扰；②邻道干扰；③同频干扰（蜂窝系统所特有的）；④多址干扰。
1．3简述蜂窝式移动通信的发展历史，说明各代移动通信系统的特点。
答：第一代（1G）以模拟式蜂窝网为主要特征，是20世纪70年代末80年代初就开始商用的。
其中最有代表性的是北美的AMPS（Advanced Mobile Phone System）、欧洲的TACS（Total Access Communication System）两大系统，另外还有北欧的NMT 及日本的HCMTS系统等。
从技术特色上看，1G以解决两个动态性中最基本的用户这一重动态性为核心并适当考虑到第二重信道动态性。
主要是措施是采用频分多址FDMA 方式实现对用户的动态寻址功能，并以蜂窝式网络结构和频率规划实现载频再用方式，达到扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
在信道动态特性匹配上，适当采用了性能优良的模拟调频方式，并利用基站二重空间分集方式抵抗空间选择性衰落。
第二代（2G）以数字化为主要特征，构成数字式蜂窝移动通信系统，它于20世纪90年代初正式走向商用。
其中最具有代表性的有欧洲的时分多址（TDMA）GSM（GSM原意为Group Special Mobile，1989年以后改为Global System for Mobile Communication）、北美的码分多址（CDMA）的IS-95 两大系统，另外还有日本的PDC 系统等。
从技术特色上看，它是以数字化为基础，较全面地考虑了信道与用户的二重动态特性及相应的匹配措施。
主要的实现措施有：采用TDMA（GSM）、CDMA（IS-95）方式实现对用户的动态寻址功能，并以数字式蜂窝网络结构和频率（相位）规划实现载频（相位）再用方式，从而扩大覆盖服务范围和满足用户数量增长的需求。
室内主动源TR定位技术
室内主动源TR定位技术作者：陈国平张百珂曾浩马耀辉来源：《数字通信》2013年第01期摘要：针对室内复杂环境下移动通信目标定位，介绍了一种基于TR（time reversal）技术的定位方法。
TR定位技术可以有效地克服信号在室内复杂环境信道中产生的多径、时延等现象，在接收端将接收信号进行存储和逆时序后重发回传播媒质中，则这些信号将在原发射位置处产生会聚，可以产生很好的室内定位结果。
对其在室内复杂环境下对主动源目标的探测与定位做了理论与仿真分析，仿真实例证明了所述方法的正确性。
关键词：TR；室内定位；多径效应；主动源中国分类号：TN11.92 文献标识码：A文章编号：10053824（2013）010034060 前言随着3G和4G技术的高速发展，数据业务和多媒体业务增长迅速，其中基于个人位置的服务是一个非常有特色的功能。
如何提供给用户精确的位置信息，特别是在复杂城市建筑内的位置信息成为一个研究热点。
相对于室外环境，室内传播环境复杂，会有大量的物体阻挡而产生非视距传播情况，这些不利因素使得一些室外定位技术无法工作在室内环境。
在室内环境中，无线通信载波的传播影响非常大，发射端发射信号通过室内环境后，将产生严重的多径和时延等现象。
目前，主要的室内定位技术方法如：基于接收信号强度（received signal strength indicator ，RSSI）的定位方法[1]，是在已经明确发射信号强度的条件下，依据相关的理论及信号传播模型将信号的传输损耗转化为距离值，进而实现对目标的定位。
由于室内环境复杂多变，信号损耗不规律，导致基于RSSI的定位技术精度相对较低。
基于到达角度（angle of arrival，AOA）的定位方法[2]需要使用多个接收机来确定信号的传输方向。
而基于到达时间（time of arrival， TOA）的定位方法[3]定位技术精度相对高一些，但要求节点之间要保持精确的时间同步。
卫星传输技术在未来通信领域的展望考核试卷
C.保证通信网络的连续性
D.提高通信网络的容量
20.以下关于卫星传输技术在未来通信领域的发展趋势，哪个说法是正确的？（）
A.卫星传输将逐渐被光纤通信取代
B.卫星传输技术将与5G技术深度融合
C.卫星传输的延迟问题将无法得到解决
D.卫星传输的覆盖范围将受到限制
二、多选题（本题共20小题，每小题1.5分，共30分，在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的）
A.传输距离
B.信号频率
C.传播介质
D.地球自转
8.卫星传输技术中，Ka波段的频率范围是多少？（）
A. 18GHz - 26GHz
B. 12GHz - 18GHz
C. 26GHz - 40GHz
D. 7GHz - 12GHz
9.下列哪项技术可以有效提高卫星传输的带宽利用率？（）
A.正交频分复用（OFDM）
A.智能交通系统
B.城市安全监控
C.环境保护监测
D.所有上述应用
19.以下哪些技术可以用于卫星传输中的错误校正？（）
A.前向纠错
B.交织编码
C.卷积编码
D. A和B
20.卫星传输技术在紧急医疗通信中的应用包括以下哪些？（）
A.远程诊断
B.医疗资源调配
C.紧急手术指导
D. A和B
三、填空题（本题共10小题，每小题2分，共20分，请将正确答案填到题目空白处）
2.描述卫星传输技术在应急通信中的应用，并讨论其在应对自然灾害时的优势和局限性。
3.分析卫星传输技术在5G通信中的应用前景，以及它如何与地面通信网络相结合，提供更广泛的通信服务。
4.针对未来通信领域的发展，探讨卫星传输技术的潜在创新方向和可能面临的挑战。
射频覆盖理论考试题(答案)
射频覆盖理论考试题（答案）1. 移动通信系统的分类主要有：陆地蜂窝移动（或公用蜂窝移动）、集群调度、无绳电话、寻呼系统和卫星移动。
2. LTE 的峰值理论速率为：上行为50Mbps，下行为100Mbps。
3. GSM 系统中，当用户在空闲状态下从一个小区穿越到另一个小区时，用户就会选择质量较好的另一个小区作为当前服务小区，这个过程就是小区重选，判决依据是C2。
4. 对于Femto 网络系统中，其HNB 具有Node B 的无线承载功能，向终端提供标准的Uu 接口，同时也集成了RNC 的无线资源管理、移动性管理等功能。
5.基站系统（BSS）主要包括：基站控制器（或答BSC）和基站收发信机（或答BTS）。
6. GSM 系统跳频包括射频调频和基带跳频两种。
7.一般情况下，3G 需要达到的速率为：车速情况下要能够达到144kbps；步行情况下要能够达到384kbps；在室内情况下要能够达到2Mbps 。
8. -50dBm+90dB=40dBm。
9. 由于衰落具有频率、时间和空间的选择性，因此分集技术主要包括空间分集、频率分集、时间分集和极化分集。
10. 从无线信号的干扰产生的机理来看，应该将干扰分为：a.热噪声的增加；b.离散型干扰其中包括：同频干扰、邻道干扰、互调及谐波；c.杂散干扰及接收机阻塞。
11. 一般来说同尺寸的天线，频率越低，其增益越低。
12. 两个载频f1 和f2，其五阶互调产物频率为3f1-2f2 和3f2-2f1（或3f1+2f2 或3f1-2f2 或3f2+2f1 或3f2-2f1）。
13. 在CDMA 网作场强规划设计时，是以Ec 和的Ec/No 参考进行规划的。
14. GSM 中射频调制采用GMSK 调制，EDGE 采用8PSK 调制。
15. 电压驻波比越大反射损耗越小。
二．选择题（共30 分）<每题 3 分>1.GSM900 系统的频道间隔是（200kHz ）。
2. GSM1800MHZ 双工收发相差（95MHz ）3. 用于BTS 寻呼移动台的逻辑信道是（PCH）4.不是无源器件的指标参数（带外杂散）为基站到直放5.N fRE P 为直放站噪声系数，N fBT S 为基站噪声系数，G REP 为直放站上行增益，L PR 站之间耦合路径损，则噪声增量因子为（C ）：C、 N B TS =10lg（1+106. 下面选项中，不属于控制信道的是（TCH）7. 国际电联推荐用奥村（Okumura-Hata）模式所提供的曲线及其归纳的经验公式作为第二代移动通信系统中城市宏小区传播模型，其适用的频率范围是（150～1500MHz ）8. 快速衰落的变化速率与移动体速度V 和项工作波段λ有关，衰落平均速率（2v/λ）9. 关于GSM900 与WCDMA 的手机发射功率和上行功控叙述正确的是（C）C、GSM900 最小手机发射功率5dBm，其功控速率比WCDMA 慢10. 下列关于LTE 室内分布改造叙述正确的是（C）C、MIMO 设计时，其两个单极化天线的间距理想情况下应在10λ左右三、问答题（共40 分）<每题8 分>1．写出射频传输线反射损耗RL 公式，并计算当电压驻波比为1.4 时RL 的dB 数（已知lg6=0.78dB）？答：RL=20lg(V+1)/(V-1)当电压驻波比为1.4 时RL=20lg(1.4+1)/(1.4-1)=20lg6=15.6dB评分标准：答对公式得 4 分；计算正确得4 分；2A.（移动、联通方向答）GSM900 系统使用的频段范围是？频点和频率之间的换算公式是？并计算66 号频点对应的基站收发频率是多少？答：（1）GSM900 系统使用的频段范围是：890~915MHz（MS 发，BTS 收）935~960MHz （BTS 发，MS 收）（2）频点和频率之间的换算公式是：基站收：f1（n）＝890＋n×0.2 MHz 或890.2+（n-1）×0.2 MHz基站发：f2（n）＝f1（n）＋45 MHz 或935.2+（n-1）×0.2 MHzn 的取值范围是1~124（3）66 号频点对应的上下行频率是：基站收：f1（66）＝890＋66×0.2 MHz=903.2 MHz基站发：f2（66）＝f1（66）＋45 MHz=948.2 MHz3．在第二代和第三代数字移动通信系统中，通常采用了哪三个措施减少多径衰落的影响？答：采用合理的纠错编码（如卷积码、Turbo 码等）（1）、交织保护和重传协议，以增加信号的冗余度，并进行时间分集；（2）、利用快速功控和（接收和/或发信）分集缓解功率损失；（3）、使用多个Rake 接收指峰进行多径分集接收，更好地集中能量4A．（移动、联通方向答）假如G 网接收机灵敏度为-102 dBm，环境恶化量为6dB，当阴影衰落偏差为6dB 时，如果需要覆盖区边缘可通率为95%，其最低信号功率电平应为：附：系统余量与覆盖区边缘可通率关系见下表：余量（dB）覆盖区边缘可通率（%）0 0 1.28 1.64 250 84 90 95 97.7答：P rmin =－102 dBm+6dB+1.64×6 dB=-86.16dBm5．以下为基站典型无线链路参数值：下行：基站发射功率43dBm,H2D 合路－双工器损耗4.5dB,馈线损耗3 dB，基站天线增益17dBi，手机灵敏度-102dBm，人体损耗3 dB，手机天线增益0 dBi上行：手机发射功率33，手机增益0，人体损耗 3 dB，基站天线增益17dBi，分集接收增益3dB，基站馈线馈线损耗3dB，基站接收灵敏度-104dBm。
RAKE接收机的性能分析
摘要RAKE接收技术是第三代移动通信系统中的一项重要技术。
在移动通信系统中，由于信号带宽较宽，存在着复杂的多径无线电信号，通信受到的影响。
RAKE 接收技术实际上是一种多径，可以在时间上分辨出细微的多径信号，对这些分辨出来的多径信号分别进行加权调整、使之复合成加强的信号。
本文对RAKE接收机的原理进行了简要的介绍并设计了RAKE接收机的系统框图，利用MATLAB软件编程实现多径信道下RAKE接收机的性能仿真，随后进行了相应的说明。
关键词RAKE接收机；多径；MATLAB；分集接收目录摘要 (1)前言 (3)第一章分集与扩频技术 (4)1.1空间分集 (4)1.2频率分集 (4)1.3时间分集 (5)1.4最大比合并 (5)1.5等增益合并 (6)1.6选择式合并 (6)1.7扩频技术 (7)1.8结论 (7)第二章RAKE接收机原理 (9)2.1 RAKE接收机基本原理 (9)2.2 RAKE接收机的数学实现模型 (12)2.3 RAKE接收机误码性能分析 (14)第三章RAKE接收机的仿真 (18)3.1初状态设定 (18)3.2MATLAB性能仿真 (19) (19) (21)总结 (25)前言移动通信系统中，由于存在多径传播，接收机需要均衡器来消除相邻符号间的干扰。
扩频系统由于采用了自相关特性良好的扩频序列，只要多径分量的相关时延大于码片间隔，则多径传播造成的干扰就仅仅是多径干扰，不影响信号的解调。
因此扩频通信系统不需要均衡器。
同时由于每个深度衰落时接收机容易出现错误判决，导致系统性能下降，因此扩频通信系统应采用多径分集的RAKE接收技术来提高系统的性能。
RAKE接收技术实际上是一种多径，可以在时间上分辨出细微的多径信号，对这些分辨出来的多径信号分别进行加权调整、使之复合成加强的信号。
利用该特性，RAKE接收机可实现分集接收，达到抗多径干扰和抗衰落的目的。
RAKE接收机系统涉及的知识包括无线传输、扩频技术、信道估计、数据编码、分集接收和数字信号处理等多个方面的知识。
移动卫星通信中的三态信道模型
移动卫星通信中的三态信道模型何涛北京邮电大学无线新技术研究所，北京 (100876)E-mail ：buptnimo@摘 要：本文首先介绍了无线信道中主要的损耗和主要的信道模型。
接下来，在理论分析的基础上，提出了一种卫星信道模型。
模型按照卫星直视信号受遮挡的程度不同，将陆地卫星移动通信信道质量的变化描述为三个不同状态。
同时考虑了卫星对接收机仰角不同、不同通信环境等因素对模型的影响。
关键词：信道模型,损耗模型,卫星移动通信1．引言移动卫星信道是一种时变信道，其特性是比较复杂、恶劣的，它带来的多径效应、Doppler 频移和阴影效应严重影响数字信号传输的可靠性，并且可用的频率带宽和功率受到限制[1]。
因此对这样恶劣的信道的建模需要考虑不同的条件，相应不同条件下的信道模型会更加的适用。
由于卫星通信具有通信距离远、覆盖面积大、不受地理条件限制、通信频带宽、传输容量大、通信质量稳定可靠，且费用与通信距离无关，既可以为固定终端，又可为车载、船载和机载移动体以及个人终端提供各种通信业务等特点，所以卫星移动通信在未来的个人通信中将扮演重要的角色。
目前对于高轨道卫星（GEO ）来讲，由于卫星轨道高，路径损耗大，延迟时间长，要求地面站用户终端设备具有高增益、大口径的天线装置和大功率发射设备，显然不能满足全球个人移动通信终端设备体积小、重量轻、易于携带的要求。
而低轨道（LEO ）卫星系统，由于轨道高度低、路径损耗小，能够达到系统所要求的EIRP 和G/T 值，卫星终端可以做到手机化，是实现全球个人移动通信的有效手段之一[2]。
特别是将陆地蜂窝移动通信系统和低轨道移动卫星通信系统相结合作为相互补充可覆盖全球。
使最终真正实现全球个人通信成为可能[3]。
2．无线通信系统的信道模型卫星通信系统服从无线通信系统的性质，多以首先介绍一下无线通信系统中的主要问题和对应的模型。
2.1信道损耗模型在信道的传输中，人们用平均路径损耗来描述和测量发射机与接收机之间的平均衰落。
低轨道卫星信道特性及高路径解析度Rake接收
低轨道卫星信道特性及高路径解析度Rake接收
赵国栋;陈晓挺;刘会杰;梁旭文
【期刊名称】《上海航天》
【年(卷),期】2009(026)005
【摘要】基于对考虑多径衰落的城市环境低轨道(LEO)卫星信道特性的分析和建模,对该环境中LEO卫星地面终端采用高路径解析度Rake合并的性能进行了研究.结果表明:此时Rake各分支的输出噪声相关,最大比合并(MRC)为次优,最小均方误差(MMSE)合并方法的性能更优.
【总页数】4页(P52-55)
【作者】赵国栋;陈晓挺;刘会杰;梁旭文
【作者单位】中国科学院,微小卫星联合重点实验室,上海,200050;中国科学院,微小卫星联合重点实验室,上海,200050;中国科学院,微小卫星联合重点实验室,上
海,200050;中国科学院,微小卫星联合重点实验室,上海,200050
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
【相关文献】
1.在ADSP2181上实现Rake接收机路径搜索 [J], 毕敏;申敏;刘树军
2.一种新的无线超宽带(UWB)接收机及其与RAKE接收机的比较 [J], 赵为春;刘丹谱;乐光新
3.城市环境下低轨道卫星信道模型及Rake接收 [J], 赵国栋;陈晓挺;刘会杰;杨根庆
4.移动通信中的分集接收技术和Rake接收机 [J], 孙广波
5.采用可穿戴圆极化天线的离体信道特性建模与分集接收方法 [J], 吕文俊;崔鹏飞;朱洪波;
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城市环境下低轨道卫星信道模型及Rake接收
摘要: 对城市环境城市环境下低轨道卫星低轨道卫星的信道进行了研究和建模，并对城市环境下低轨卫星地面终端采用Rake接收的性能进行了研究。
关键词：低轨道卫星; CDMA; Rake; 多径多径衰落
低轨道卫星信道高度低，重量轻，研发周期短，研发成本低，组成星座系统可以实现全球任何人、任何时间、任何地点的通信，因此，低轨道卫星移动通信系统近年来已成为全球卫星通信领域的研究热点。
然而，由于低轨道卫星存在较大的多普勒频移，在复杂的地面接收环境下，卫星信号会受到建筑物和树木遮挡，其信道又具有时变和衰落的特性，尤其在城市环境下，终端所接收到的信号常常没有直视分量，进入接收机的主要是多径信号。
为了在如此恶劣的信道环境下实现有效的通信，采用扩频通信体制是一种可以有效抵抗衰落和干扰的方法，全球星(GlobalStar)、铱星等卫星系统的成功充分证实了这一点。
在复杂的地形环境下，由于电波在传播时会遇到各种物体的反射、散射、绕射等作用，到达接收天线的信号是由幅度和相位各不相同的路径分量组成的，此时的合成信号起伏很大，称为多径衰落信号。
因此对城市环境下低轨卫星信道特性进行研究和建模，是低轨卫星通信系统设计中必须考虑的重要方面。
在扩频通信体制下，克服这种多径衰落的有效办法是采用Rake接收机对多径信号进行分集接收，并根据每条多径信号的信噪比按相应的权重合并起来，获得分集增益，以对抗多径衰落的影响。
本文讨论了城市环境下低轨道卫星信道的特点并给出了信道模型，对Rake接收技术和性能进行了分析和仿真。
1 低轨道卫星移动通信信道特性对于低轨道卫星信道特性和建模的研究，必须建立在大量的实验数据基础上，美国、日本和欧洲已对卫星信道进行了大规模测量，取得了卫星移动信道下信号传播的实际数据，为卫星通信系统的建立和运营打下了基础。
目前，国内外常用的研究低轨道卫星移动通信信道特性的模型有：C.LOO模型、Corazza模型和Lutz模型三种概率分布模型。
此三种模型把低轨卫星信道信号所受到的衰落分为三种：莱斯衰落、瑞利衰落和对数正态高斯衰落。
在低轨道卫星移动通信系统中，卫星地面通信接收终端所处的环境较为复杂，对于不同的接收环境，低轨道卫星移动通信信道各有不同的特点。
根据卫星地面终端所处的环境，将低轨道卫星移动传输环境分为三类：(1) 开阔地地区：接收信号由直视信号分量和反射多径信号分量(由镜反射和漫反射造成)组成，且直视信号不受遮蔽和阻挡，此时的接收信号包络服从莱斯分布；(2) 农村和城郊地区：接收信号存在直视分量，且直视信号被部分阻挡，存在阴影遮蔽效应，此时，受阴影遮蔽效应影响的直视信号包络服从对数正态高斯分布；(3) 城市地区：分为“好状态”和“坏状态”。
“好状态”时，用户相对卫星的仰角较高，接收信号存在直视信号分量，并且直视信号不被遮挡，属于莱斯衰落信道衰落信道；“坏状态”时，用户相对卫星的仰角较低，直视信号被完全阻挡，接收信号不存在直视信号分量，此时的接收信号只有多径信号分量组成，属于瑞利衰落信道。
下面重点对城市环境下的低轨道卫星信道做建模分析：① “好状态”情况:在“好状态”情况下，地面接收信号存在直视信号分量，图1给出了城市环境“好状态”情况下低轨卫星地面终端接收情景模型[1]。
，在“好状态”时，卫星到地面接收机的信号由直视分量和反射分量组成。
直视路径和反射路径的路径差Δr=rd+rS-rLOS,其中，rd=r′+r′′，因此，反射信号相对直视信号的延时为：Δt=c·Δr，其中c为光速，利用下列公式：以及等式γ-ε+α=0和r′′=rLOS·cos(γ)可以得到下式：由于γ很小，反射源靠近接收机，并且接收机和反射源之间的距离可近似为：rS=h/sin(α)≈h/sin(ε)，则接收机端接收到的可解析路径数可由主径和次径时间差除以码片码片周期Tc求得，即：将Δr代入(6)式，则
可以得到接收机端接收到的可解析路径数：由(7)式可以看出，接收机接收到的可解析路径数是反射源高度h、码片间隔TC以及卫星仰角ε的函数。
假设反射源高度h=50m，则图2表示在不同的码片速率情况下接收机端接收到的可解析路径数随卫星仰角的变化情况。
由图2得出的不同码片速率可解析码片数在卫星60度、40度、30度、20度下可解析码片数的情况如表1所示。
由此可得：码片速率为1.228 8Mb/s时，如果卫星仰角小于20度，则地面终端接收信号可解析路径数大于1，卫星信道属于频率选择性衰落信道；如果卫星仰角大于20度，则接收信号可解析路径数小于1，属于频率非选择性衰落信道。
码片速率为3.84Mb/s时，如果卫星仰角小于40度，则终端接收信号可解析路径数大于1，卫星信道属于频率选择性衰落信道，如果卫星仰角大于40度，则接收信号可解析路径数小于1，属于频率非选择性衰落信道；码片速率为10Mb/s时，如果卫星仰角小于60度，则地面终端接收信号可解析路径数大于1，卫星信道属于频率选择性衰落信道，如果卫星仰角大于60度，则接收信号可解析路径数小于1，属于频率非选择性衰落信道。
在频率选择信道时，可以采用Rake接收技术来对抗衰落，提高系统的通信质量。
近年来，美国、欧洲、亚洲等都对城市环境下无线信道多径时延参数进行了测量，文献[1]给出了城市环境下GPS卫星信道多径模型，文献[2]将发射机置于高楼顶，对城市环境下的多径时延参数进行了测量。
综合上述文献的测量数据，并结合图2中的结果，对城市环境“好状态”下低轨卫星信道可建立为表2所表示的三径模型。
② “坏状态”情况：在城市环境“坏状态”下，低轨卫星传输到地面终端的信号受到建筑、树木及其它障碍物的遮挡和反射，接收信号不存在直视分量，此时的低轨卫星信道属于瑞利衰落信道，可建模为图3所示的抽头延迟线模型。
图3中，s(t)为发射信号，a0(t),a1(t),a2(t)…,aL(t)表示瑞利衰落造成的复信道系数，多径时延Δτ1,Δτ2,…，ΔτL根据具体环境由测量值决定。
在大多数情况下，由于反射造成的多径信号总是比第一径信号经历更大的衰减，因此有：|a0(t)|>|a1(t)|>|a2(t)|>…>|aL(t)|。