移动卫星通信信道的系统仿真
《MATLAB仿真在现代通信中的应用》课件_第6章
此外，由于采用手持机同卫星直接联系的方式，导致铱 星电话在建筑物内无法收发信号。这成为其一个严重的缺陷。 铱星手持机功率大，耗电多，过于笨重，使用不方便，也不 利于人体健康。用户需要特殊的培训，每部电话机必须附带 整整一个背包的附件。摩托罗拉公司的铱星双模式手机重约 454 g，京瓷公司的铱星单模式和双模式手机均重400 g，它们 比重量不到100 g的GSM手机笨重得多，使用也不方便。当铱 星系统与蜂窝电话网络相连时，必须适应不同的区域传输标 准，由此产生的转换成本给用户带来了不便。在语音质量和 传输速度方面，铱星电话远远比不上蜂窝电话。
铱星移动通信系统计划开始了个人卫星通信的新时代。 与目前使用的静止轨道卫星通信系统相比，铱星主要具有两 方面的优势：一是轨道低，传输速度快，信息损耗小，通信 质量大大提高； 二是不需要专门的地面接收站，每部卫星移 动手持电话都可以与卫星连接，这就使地球上人迹罕至的不 毛之地、通信落后的边远地区、自然灾害现场的通信都变得 畅通无阻。
然而，由于铱星系统资费过高、终端昂贵、系统维护费 用高昂，使用铱星系统的用户量很少，“铱星”业务在市场 上的用户最多时才5.5万，而据估算它必须发展到50万用户才 能赢利。由于巨大的研发费用和系统建设费用，铱星背上了 沉重的债务负担。2000年，铱星背负了40多亿美元债务正式 破产。铱星在2001年接受新注资后起死回生，现在，美国军 方是它的主要客户。
铱星移动通信系统的建设思想早在1987年就由美国提出， 早期计划在天空上设置7条卫星运行轨道，每条轨道上均匀分 布11颗卫星，组成一个完整的卫星移动通信的星座系统。由 于它们就像化学元素铱(Ir)原子核外的77个电子围绕其运转一 样，因此该全球性卫星移动通信系统被称为铱星系统。后来 经过优化设计，设置6条卫星运行轨道就能够满足技术性能要 求，因此，全球性卫星移动通信系统的卫星总数被减少到66 颗，但仍习惯称为铱星移动通信系统。铱星移动通信系统中， 每颗卫星的质量为670 kg左右，功率为1200 W，采取三轴稳 定结构，每颗卫星的信道为3480个，服务寿命为5～8年。铱 星移动通信系统最大的技术特点是通过卫星与卫星之间的接 力来实现全球通信，相当于把地面蜂窝移动电话系统搬到了 天上。
基于ADS软件的卫星通信系统仿真平台的搭建
Pr op N AD C c dma P2 Type=NoMultipath Pathlos s =Ye s Env =R u r alAr e a Seed=1234567 Tes t=Ta p1
An tBas e BASE
Gain=30.0 X=120 meter Y=0 meter Height=10 meter
123
Numeric
NumericSink N5 Plot=None Start=0 Stop=1529 ControlSimulation=YES
Demoded_DSSSsignal X4
LPF_ButterworthTimed
TimedSink
L10
Orignal_Signal
Lo s s =0 .0
TimedSink Q Plot = None Start=0 usec Stop=Tstop Cont rolSimulat ion= YES
Port RF_signal Num= 1
RxAntTempK
R16 TempK=150
BPF_ButterworthTimed RxImgFilter Loss=0.0 FCenter=1 GHz PassBandwidth=5 MHz N= 5
关键词：卫星通信；仿真平台；ADS 软件；
中图分类号：TN927
文献标识码：A
Establishing Satellite Communication System Simulation
Platform Based on ADS
Li Xiao-qian,Gong Min,Lin Tao
(1.Institute of the Second Research Academy, CASIC, Beijing 100854, P. R. China) Abstract—the satellite communication interference suppression system simulating platform based on ADS software is proposed. This article establishes the advanced DSSS signal producing and modulating model, transmitter model, receiver model and other models by provided basic ADS models; exploits the new ADS interference producing model and cross relation model compiled by MATLAB; simulates the whole satellite links by ADS soft ware with the single tone interference. ADS software simulation results show that the platform can simulate the whole satellite links , effectively analyze the performance of satellite communication system interfered by single tone and realize the purpose of reducing the cost of experiments, shortening the development cycle, and saving the hardware resource. Keyword: the satellite communication; ADS software; simulating platform
卫星通信系统级仿真方法
卫星通信系统级仿真方法卫星通信系统是现代通信网络中至关重要的一部分，它能够提供全球范围内的通信覆盖。
为了确保卫星通信系统的高效运行，需要对其进行系统级仿真，以评估其性能、优化设计和预测系统行为。
卫星通信系统级仿真方法涉及多个方面，包括卫星轨道设计、射频链路分析、地面站布局和网络规划等。
在进行系统级仿真时，需要考虑以下几个关键因素：1. 卫星轨道设计，卫星轨道对通信系统的覆盖范围和性能有着重要影响。
通过仿真分析不同轨道参数的影响，可以优化卫星轨道设计，以实现更好的通信覆盖和服务质量。
2. 射频链路分析，射频链路是卫星通信系统中至关重要的一环，影响着通信质量和数据传输速率。
通过仿真分析射频链路的性能指标，可以优化天线设计、功率分配和频谱利用，以提高通信系统的性能。
3. 地面站布局，地面站的布局对卫星通信系统的覆盖范围和服务质量有着重要影响。
通过仿真分析不同地面站布局方案的优劣，可以选择最佳的地面站位置和数量，以实现最佳的通信覆盖和容量。
4. 网络规划，卫星通信系统的网络规划涉及到多个卫星和地面站之间的通信连接，需要进行仿真分析以评估网络的可靠性、容量和延迟等性能指标，以优化网络设计和规划。
在进行卫星通信系统级仿真时，通常会采用计算机辅助设计（CAD）工具和仿真软件，如MATLAB、Simulink等，以建立系统模型、进行仿真计算和分析。
通过系统级仿真，可以全面评估卫星通信系统的性能，优化设计方案，提前预测系统行为，从而提高系统的可靠性、效率和服务质量。
总之，卫星通信系统级仿真方法是确保卫星通信系统高效运行的重要手段，它能够帮助工程师和设计人员全面评估系统性能，优化设计方案，提高系统的可靠性和服务质量。
随着通信技术的不断发展，卫星通信系统级仿真方法也将不断完善和提升，为卫星通信系统的发展注入新的活力。
LEO卫星通信系统中信道分配策略仿真
０ ｏ Ｏ ｓ ｓｅ ｆＬ ｙ ｔｍ．Ｃｈ ｎ ｅ ｌ ａｉｎ ｓｒｔ ｇ ｆｈ ｎ ｏ ｎ ｅ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆｍｕ ｔ —ｓ ｒｉ ｅ ｉ Ｏ ｓ ｔｌ ｔ ｏ ｌ － Ｅ ａ ｎ ｌ ｏ ｔ ｔａｅ ｙ ｏ ａ ｄ ｆ ｕ ｄ ｒｃ ｎ ｉ ｏ ｓｏ ｌ ｌ ａｃ ｏ ｉ ｉ ｅ ｃ ｎ Ｌ ａｅ ｉ ｃ ｍｎｕ ｖ Ｅ ｅ ｎ ｃ ｔ ｎ ｓ ｓｅ ｉ ｔ ｄ ｅ ｈ ｓｐ ｐ ｒ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｈ ｒ ｃｅ ｓｏ ａａ—ｓ ｒ ｉｅａ ｄ ｖ ｉｅ—ｓ ｒｉ ｅ ａ ｎ ｅ ａ ｅ ｅ ｉａ ｉ ｙ ｔ ｍ ｓｓ ｉ ｄ ｉ ｔｉ ａ ｅ ． ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｃ ａ ａ ｔｒ ｄ ｔ ｏ ｕ ｎ ｆ ｅ ｃ ｏｃ ｖ ｎ ｅ ｖｃ ． ｎ ｉｔｇ ｔ ｄ ｒ － ｒ ｓ ｒ ｉｇ ｇ ａ ｄ ｃ ａ ｎ ｌｗ ｔ ｒ ｅ ｔ ｅ ｐ ｏ ｔ ｈ ｎ ｅ ｌ ａ ｉｎ ｓｒｔｇ ｕ ｔｂ ｅ ｆ ｒ Ｌ Ｏ ｔ ｌ ｔ ｏ ｅ ｎ ｒ ｈ ｎ ｅ ｉ ｐ ｅ ｍｐ ｉ ｒ ｒ ｙ ｃ ａ ｎ ｌａ ｏ ｔ ｔ ｅ ｓ ｉ ｌ ｏ ｖ ｕ ｈ ｖ ｉｉ ｌｃ ｏ ａ ｙ ａ Ｅ ａ ｓ ｅｌ ｅ ｃ ｍｍｕ ｉａｉｎ ｉ ｎｃ ｔ ｏ ｓ ｓｅ ｉ ｒ ｐ ｓ ｄ Ａ ｉ ｌ ｎ ｆ ｃｉｅ ｍｏ ｅ ａ ｄ ｆ ｓ ｓ ｔｕ ． ｈ ｏ ｇ ｉ ｌ ｔ ｎ，ｈ ｓ ｎ ｗ ｔ ｔｇ ｓ ｃ ｒ－ ｙ ｔ ｍ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ． ｓｍｐ ｅ ａ ｄ ｅ ｅ ｔ ｄ ｌｏ ｈ ｖ ｆ ｎ ｏ ｉ ｅ ｐ Ｔ ｒｕ ｈ ｓｍｕ ａｉ ｔ ｉ ｅ ｓｒ ｅ ｉ ｏ ｏ ａ ｙ ｎ ｐ ｒ ｄ ｗ ｔ ｈ ｔｏ ｕ ｅ ｒ ｓ ｒ ｉ ｇ ａ ｎ ｍｂ ｒｏ ｈ ｎ ｅｓ Ｔ ｅ ｓｍｕａ ｉｎ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｓ ｔ ａ ｅ ｎ ｗ ｓｒｔ ｇ ａ ｒ ｖｄ ａ ｅ ｉ ｔ ａ ｐ ｒ ｅ ｅ ｎ ｕ ｅ ｆｃ ａ ｎ ｌ． ｈ ｉ ｌｔ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｔ ｅ ｔ ｅ ｃ ｌ ｐ ｏ ｉ ｅ ｈ ｆ ｖ ｏ ｈ ｔ ｈ ａ ｙ ｌ ｌｗｅ ｌ ｋ ｎ ｒ ｂ ｉ ｔ ｒｎ ｗ ｏｃ ａｌ ｄ ｌｗ ｒ ｆｒ ｅ ｅ ｍｉａ ｉｎ ｐ ｏ ａ ｉ ｔ ｒ ｏ ｇ ｉ ｇ ｖ ｉｅ ｃ ｌ ， ｔｔ ｅ ｏ ｒｂ ｏ ｉｇ ｐ ｏ ａ ｌ ｙ ｆ ｅ ｖ ｉｅ ｃ ｌ ａ ｏ ｅ ｏ ｃ ｄ ｔｒ ｎ ｔ ｒ ｂ ｌ ｙ ｆ ｎ ｏｎ ｏ ｃ ａｌ ａ ｃ ｂ ｉ ｏ ｓｎ ｏ ｂ ｉ ｏ ｓ ｈ ｃ ｓ ｏ ｉ ｌ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｖ ｒ ｅ ｔ ｎ ｍｉｓｏ ｅａ ｒｄ ｔ ａ ｌ． ｏ ｔｆ ｌ ｔ ｉｃ ｅ ａ ｅ ａ ｒ ｓ ｓ ｉｎ ｄ ｌｙ ｆ ａａ ｃ ｓ ｔｅ ｓ ｆ ｇ ａ ｏ ｌ
基于MIMO的通信系统仿真与分析研究
仿真工具介绍
性能评估指标
衡量系统在给定频谱资源下传输数据的能力，包括频谱效率/频谱利用率。
频谱效率
容量
误码率/错误率
鲁棒性
衡量系统在特定信道条件下的最大传输速率，包括空间信道容量、自由度容量等。
衡量系统传输数据的错误率，包括硬错误率、软错误率等。
衡量系统在信道条件变化下的性能表现，包括信道估计误差、干扰等对系统性能的影响。
基于MIMO的通信系统仿真实验与结果分析
06
总结词
本实验主要研究了在不同信道模型下，MIMO系统的性能变化。
详细描述
首先，我们选择了三种典型的信道模型，包括Rayleigh、Rician和Log-normal模型。在每个模型下，我们通过仿真生成了大量的信道矩阵，并利用这些矩阵进行MIMO系统的调制和解调。通过对比各个模型下的误码率和频谱效率，我们发现Rayleigh模型下的性能表现最为优秀，其次是Rician模型，最后是Log-normal模型。这一结果表明，信道模型的选取对MIMO系统的性能有着重要影响。
03
确定仿真目标和参数
明确要研究的MIMO通信系统的性能指标和参数范围。
开始仿真
运行仿真模型，收集仿真数据。
建立仿真模型
根据MIMO通信系统的原理和模型，建立相应的仿真模型。
数据分析与处理
对仿真数据进行处理和分析，提取有用的信息。
配置仿真环境
设置仿真工具的相关参数，如仿真时间、信道模型等。
结果可视化
在城市高楼大厦的环境中，空间复用技术能够更好地利用空间资源，提高无线通信系统的性能。
多用户MIMO技术是一种利用多天线技术提高系统容量的方法，允许多个用户在同一时间和频率上同时通信。
通过多用户MIMO技术，可以增加系统容量和频谱效率，同时减少用户之间的干扰。
通信系统仿真原理与无线应用
通信系统仿真原理与无线应用一、引言通信系统仿真是指使用计算机模拟和分析通信系统的运行和性能。
无线通信作为一种重要的通信方式，广泛应用于各个领域。
本文将对通信系统仿真原理以及无线应用进行介绍和讨论。
二、通信系统仿真原理通信系统仿真是通过计算机对通信系统进行模拟和分析，以评估系统的性能和优化设计。
通信系统仿真主要包括以下几个步骤：1. 系统建模：首先需要将通信系统抽象成数学模型。
模型的建立需要考虑系统的结构、信号的传输特性以及各个组件的工作原理等因素。
2. 信号生成：通过随机过程或特定信号源生成符合实际通信环境的信号。
这些信号可以是声音、图像、视频等。
3. 信道建模：通信系统仿真需要考虑信道的影响。
信道建模可以采用统计模型或基于物理特性的模型，以模拟真实的信道传输特性。
4. 传输过程模拟：通过模拟信号在通信系统中的传输过程，包括编码、调制、解调、信道编码等环节，以及信号的干扰、衰落等现象。
5. 性能评估：通过仿真实验，评估通信系统的性能指标，如误码率、信噪比、传输速率等。
可以通过改变系统参数，优化系统设计。
6. 结果分析：对仿真结果进行分析，得出结论并提出改进建议。
可以通过比较不同方案的性能，选择最优的方案。
三、无线应用无线通信作为一种重要的通信方式，广泛应用于各个领域。
以下是几个典型的无线应用场景：1. 移动通信：移动通信是无线通信的典型应用之一，包括手机通信、无线局域网、蓝牙等。
移动通信不受时间和空间的限制，可以实现随时随地的通信。
2. 无线传感网络：无线传感网络是由大量分布式传感器节点组成的网络。
这些节点可以实时采集环境信息，并将数据传输到中心节点进行处理和分析。
无线传感网络广泛应用于环境监测、物联网等领域。
3. 卫星通信：卫星通信是通过卫星中继信号进行通信的方式。
卫星通信可以实现广域覆盖，适用于远距离通信、偏远地区通信等场景。
4. 無線射頻辨識（RFID）：RFID技术是一种通过无线电信号自动识别目标的技术。
信道仿真器原理及在移动通信测试中的典型应用
信道模型： 信道仿真 器能够模 拟的信道 模型，如 自由空间、 多径信道 等
Part Two
信道仿真器在移动 通信测试中的应用真实环境：信道仿真器可以模拟真实环境中的信道特性，为移动通信 测试提供更接近实际的测试环境。 提高测试效率：信道仿真器可以快速生成各种信道条件，提高测试效率， 减少测试时间。
优势：能够模拟 真实信道环境， 提高测试准确性
优势：支持多种 通信标准和协议， 满足不同测试需 求
挑战：需要大量 的计算资源和时 间，对硬件要求 高
挑战：需要专业 的技术人员进行 设置和维护，对 操作人员要求高
Part Three
信道仿真器的未来 发展
信道仿真器技术发展趋势
更高精度的仿真：提高信道模型的准确性和仿真结果的可靠性
信道仿真器是 一种模拟无线 通信信道环境
的设备
工作原理：通 过模拟无线信 道中的各种参 数，如频率、 功率、延迟等， 来模拟无线信
道环境
应用：在移动 通信测试中， 信道仿真器可 以用来模拟各 种无线信道环 境，以便于测 试移动通信设
备的性能
特点：信道仿 真器可以模拟 各种复杂的无 线信道环境， 包括多径、衰 落、干扰等。
更广泛的应用领域：从移动通信扩展到其他无线通信领域，如卫星通信、物联网等
更智能的仿真：引入人工智能技术，提高仿真效率和智能化程度 更开放的平台：提供开放的API和SDK，方便用户进行二次开发和定制化应用
信道仿真器在移动通信测试中的未来应用前景
物联网技术的发展：信道仿 真器在物联网测试中的需求 不断增加
降低测试成本：信道仿真器可以减少对真实环境的依赖，降低测试成本。
提高测试准确性：信道仿真器可以精确控制信道条件，提高测试准确性。
NC-OFDM卫星通信方法及系统仿真
NC-OFDM卫星通信方法及系统仿真
王勇;赵青松;王迪;王磊
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2022(39)7
【摘要】为了提高卫星通信的频谱利用效率,提出基于认知无线电的非连续正交频分复用(Non-continuous Orthogonal Frequency Division Multiplexing,NC-OFDM)卫星通信方法,研究了NC-OFDM子载波分配方法、系统建模仿真和对授权用户的干扰分析。
基于频谱感知的子载波分配方法实现了NC-OFDM卫星通信系统对频谱空洞的有效利用,系统仿真结果和干扰分析表明,NC-OFDM卫星通信能够提高频谱利用率,并且在采用频谱感知和自适应信道接入技术的条件下,NC-OFDM卫星通信系统能够与授权用户实现频谱兼容。
【总页数】5页(P60-63)
【作者】王勇;赵青松;王迪;王磊
【作者单位】国防科技大学电子对抗学院;电子制约技术安徽省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
【相关文献】
1.认知无线电NC-OFDM系统中基于压缩感知的信道估计新方法
2.载波干涉降低NC-OFDM系统峰均功率比的方法
3.NC-OFDM系统性能的仿真分析
4.基于非线
性缩放技术的NC-OFDM系统峰均比抑制方法5.基于改进NC-OFDM算法的仿真设计与分析
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基于STK的MEO卫星通信系统的仿真与覆盖分析
基于STK的MEO卫星通信系统的仿真与覆盖分析吴昊;王宇【摘要】基于对中轨卫星通信系统星座覆盖性能进行分析的目的,本文利用STK建立了两种典型的中轨道卫星通信系统星座的仿真模型,通过星座仿真模型分别对其全球覆盖性能和区域覆盖性能进行了仿真分析.仿真结果表明,ICO和Odyssey卫星通信系统星座的全球平均覆盖率均为100%,对北京区域的双星覆盖率均为100%,三星覆盖率分别为87.5%,89.8%,四星覆盖率分别为70.3%,34.2%,五星覆盖率分别为21.1%,3.1%.在全球覆盖性能方面,ICO星座和Odyssey星座均具有良好的覆盖性能;在区域覆盖性能方面,前者的多星覆盖性能远优于后者.%Based on the analysis of the constellation coverage performance of the satellite communication system,this paper uses STK to set up two constellation simulation models of the typical satellite communication system. Then the simulation and analysis of their global and regional coverage performance are carried out.The simulation results show that the global coverage rate of ICO and Odyssey are 100%. In Beijing region,the double-satellite coverage rate for is 100%,and the triple-satellite coverage rates are 87.5%and89.8%,and the four-satellite coverage rates are 70.3%and 34.2%,and the five-satellite coverage rates are 21.1% and 3.1%. The ICO has fine global coverage performance with Odyssey and its multiple coverage performance is even better than that of Odyssey in Beijing region.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)022【总页数】5页(P120-123,127)【关键词】中轨卫星通信系统;STK;星座;覆盖性能【作者】吴昊;王宇【作者单位】中国空间技术研究院西安分院陕西西安710100;中国空间技术研究院西安分院陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN927+.23利用中轨道（MEO）卫星提供全球移动通信[1]的优点在于：相比于GEO卫星，MEO卫星的传输损耗较小，对手持机和星载天线的要求也相应较低，研制难度与LEO卫星大致相当，其传播时延也大约为GEO卫星的四分之一。
卫星通信信道链路参数计算与模拟
综合课程设计卫星通信信道链路参数计算与模拟：学号：一、课程设计容及基本参数1、 设计目的近年来互联网和移动通信飞速发展，使得网络终端用户数量不断扩大、新业务不断增加，这对通信技术的发展提出了新的挑战。
卫星通信系统以其全球覆盖性、固定的广播能力、按需灵活分配带宽以及支持移动终端等优点，逐渐成为一种向全球用户提供互联网络和移动通信网络服务的补充方案。
本学期我们学习了《微波与卫星通信技术》这门课程，对于卫星通信技术有了基本的了解。
本课程设计基于已学的的基本理论，对卫星通信信道链路参数进行计算和模拟，从而掌握卫星通信信道链路参数计算的基本方法，了解影响卫星通信信道性能的因素。
同时熟悉Matlab 编程仿真过程，利于今后的学习和研究。
2、 基本参数列表表1 根据学号得到的系统参数3、 涉及公式1） ITU 法计算雨衰值：),()(βαp p R L R K A =(dB) (1) 其中，p R 为降雨率，单位为mm/h ，β为仰角，可以通过以下经验公式获得 0779.041.1-⨯=f α (255.0≤≤f ) (2)42.251021.4f K ⨯⨯=- (549.0≤≤f ) (3)上式中频率f 的计算单位为GHz 。
雨衰距离：14766.03]sin )108.1232.0(1041.7[),(---⨯-+⨯=ββp pp R R R L (km) (4)2)ITU 法计算氧、水蒸气分子吸收损耗值：氧分子损耗率，对于57GHZ 以下的频段，可以按下式近似计算3230226.09 4.81[7.1910]100.227(57) 1.50f f f γ--=⨯++⋅⋅+-+(dB/km) (5) 对流层氧气的等效高度0h 和水蒸气的等效高度可分别按如下公式确定：06(57)h kmf GHz =<因此，对于氧分子的吸收损耗为： 002h R O γ= (dB) (6) 水蒸气分子损耗率与频率和水蒸气密度)/(3m g p w 有关，对于350GHz 以下频段，都可以用下式计算（dB/km)： 242223.610.68.9[0.050.0021]10(22.7)8.5(183.3)9.0(325.4)26.3w w w p f p f f f γ-=++++⋅⋅⋅-+-+-+ (7) 对流层水蒸气等效高度w h 可按如下公式确定： ]4)4.325(5.26)3.183(0.55)2.22(0.31[2220+-++-++-+=f f f h h w w (km) (350f GHz <) (8)其中，0w h 取2.1km 。
Ka频段卫星通信的信道特性及系统性能仿真
文 章 编 号 ：０ ２０ ４ （０ ８ ０ —１ １０ １ ０ — ６ ０ ２ ０ ） ６０ ２ － ４
Ｋａ频 段 卫星 通 信 的 信 道 特 性及 系统 性 能 仿 真
王 红 霞 ， 建方 潘 成 胜 尹 ，
（． 京 理 工 大 学 ， 苏 １南 江 南京 ２ ０ ９ ，．沈 阳理 工 大 学 ， 宁 １０ ４ ２ 辽 沈阳 １０６） １１ ８
维普资讯
Ｖ０ ． ３， ． １ ３ Ｎｏ ６
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆｉｅ Ｃｏｎ ｒ ｌａ ｄ Ｃ ｏ ｒ ｔ ｏ Байду номын сангаас ｎ ： ｍｍａ ｄ Ｃｏ ｔ ｏ ｎ ｎｒｌ
第 ３ ３卷
第 ６期
Ｊ ｎｅ ２０ ｕ ， ０８
２０ ０ ８年 ６月
的卫 星多 和抗 干扰 能力 强 等优 势成 为 未来 卫 星通信
引 言
随着 对 卫 星 通 信 信道 容 量需 求 的增 加 以及 ｃ、 Ｋｕ频 段 业 务 的 日益 拥 挤 ， 来 越 需 要 工 作 于更 高 越 频 段 、 有 较 大带 宽 和 较 高 频谱 效 率 的卫 星通 信 系 具 统， Ｋａ频 段 卫 星 通信 因其 具 有 可 提 供 的 带 宽大 、 通 信容量大、 波束 窄 、 端 尺 寸 小 ， 道 平 面 内可 容 纳 终 轨
摘 要 ： Ｋａ频 段 卫 星 通 信 系 统 中 ， 气 、 在 大 降雨 、 闪烁 会 弓 起 地 空 链 路 信 道 质 量 的 恶 化 。详 尽 分 析 了 Ｋ ｌ ａ频 段 卫 星 通 信 信 道 的 电 波 传 播 特 性 ， 点 分 析 了 降 雨 对 减 弱 信 号 效 率 ， 加 接 收 系 统 噪 声 温 度 及 改 变 信 号 极 化 方 向等 的 影 响 ， 此 基 础 上 建 重 增 在 立了 Ｋ ａ频 段 卫 星 通 信 信 道 及 Ｋａ 段 卫 星 通 信 信 道 模 型 仿 真 模 型 ， 在 Ｍａｌ 频 并 ｔ ｂ环 境 下 对 Ｋ ａ ａ频 段 卫 星 通 信 信 道 模 型 的 Ｂ Ｒ Ｅ
Matlab在卫星通信系统设计中的应用指南
Matlab在卫星通信系统设计中的应用指南引言：卫星通信系统作为现代通信领域的重要组成部分，起着承载大量数据传输以及提供全球通信的关键作用。
而在卫星通信系统的设计中，Matlab作为一种非常强大的工具，提供了众多功能和算法，可以帮助工程师们更加高效地进行系统设计和性能分析。
本文将介绍Matlab在卫星通信系统设计中的应用指南，以帮助读者更好地了解如何利用Matlab进行卫星通信系统的设计和优化。
一、卫星链路建模与仿真在卫星通信系统的设计中，首先需要建立合理的链路模型，以便进行性能评估和优化。
Matlab提供了丰富的工具和函数，可以用于卫星链路的建模与仿真。
1.信道建模Matlab提供了多种信道模型，包括传输信道、传播信道和噪声信道等。
通过选择合适的信道模型，并设置相关参数，可以模拟出不同环境下的信道特性，以评估系统的性能。
2.载波干扰仿真卫星通信系统常常会受到地面台站和其他卫星信号的干扰。
Matlab可以帮助工程师们对这种干扰进行仿真，并提供有效的抑制方法。
通过设定干扰源的参数，模拟世界各地频段和干扰强度，可以评估系统的运行情况并优化设计。
3.天线建模天线是卫星通信系统中非常重要的组成部分。
Matlab提供了多种天线模型和算法，可以帮助工程师们进行天线的建模和仿真，包括天线增益、方向图和极化等参数。
通过调整天线的特性，可以优化卫星通信系统的性能。
二、卫星通信系统的调制与解调调制与解调是卫星通信系统中非常重要的功能，直接影响到信号的传输和解析。
Matlab提供了多种数字调制和解调算法，可以帮助工程师们实现高效的信号传输。
1.常用调制算法Matlab支持多种常用的调制算法，包括二进制振幅移键和正交振幅移键等。
通过选择合适的调制算法，并根据具体的系统需求，可以实现高速、可靠的信号传输。
2.多址调制技术多址调制是卫星通信系统中常见的技术，用于实现多个用户之间的同时通信。
Matlab提供了多种多址调制算法，包括CDMA和TDMA等，可以帮助工程师们设计和优化多址调制系统。
Ka频段卫星通信信道建模及系统性能仿真
Ka频段卫星通信信道建模及系统性能仿真Ka频段卫星通信信道建模及系统性能仿真摘要：Ka频段卫星通信在现代通信系统中扮演着重要角色，它具有高频段利用率、高数据传输速率等优势。
本文基于Ka频段卫星通信信道的特点，对其进行建模与系统性能仿真，旨在提供一种可行、可靠的通信方案。
1. 引言随着信息社会的发展，对高速、高容量的通信需求日益增长。
而Ka频段卫星通信系统凭借其频段利用率高、数据传输速率高等优势成为了信道建模与系统性能仿真的研究热点之一。
本文将探讨Ka频段卫星通信信道的建模方法及系统性能仿真。
2. Ka频段卫星通信信道建模2.1 卫星通信信道特点Ka频段卫星通信信道具有以下特点：高衰减、大气扩散、雨衰减、多径效应等。
这些特点对于系统设计和信道建模提出了挑战。
2.2 Ka频段卫星通信信道建模方法在Ka频段卫星通信信道建模方面，常用的方法包括几何建模、统计建模等。
2.2.1 几何建模几何建模方法是根据卫星通信链路的几何关系来建立信道模型。
通过确定卫星、地面站和用户终端之间的几何关系，可以精确描述信道特性。
包括大地转动、辐射能量损耗、地面和大气层的反射、折射等因素。
2.2.2 统计建模统计建模方法基于对信道参数的统计分析，通过收集大量的实验数据来描述信道特性。
通过统计分析，可以得到信道参数的概率分布，从而进行信道建模。
3. Ka频段卫星通信系统性能仿真为了评估Ka频段卫星通信系统的性能，需要进行系统性能仿真。
常见的系统性能参数包括误码率、比特误码率、信号幅度和相位等。
使用合适的仿真软件，可以实现对系统性能的仿真和评估。
3.1 仿真软件选择在Ka频段卫星通信系统性能仿真中，根据需求和可行性，可以选择MATLAB、NS-3等仿真软件。
这些软件具有强大的仿真能力和灵活的参数设置功能。
3.2 仿真模型设计在进行Ka频段卫星通信系统性能仿真前，需要构建合适的仿真模型。
模型设计应包括信道特性、调制解调技术、信号传输和接收等方面。
卫星通信中的信道建模与优化算法
卫星通信中的信道建模与优化算法卫星通信是一项基于空间技术的广泛应用，它以其广域覆盖、零距离通讯和灵活部署等优势，成为了现代通信网络中非常重要的一部分。
然而，由于信号传输所经过的空间环境非常复杂，因此卫星通信中存在着众多的信道建模及优化问题，这些问题对于卫星通信的质量和效率都有着极大的影响。
本文将要着重探讨卫星通信中的信道建模以及优化算法，希望对广大读者有所启迪和帮助。
一、信道建模卫星通信系统中的信道建模是指将信道的特性进行描述与模拟的过程，具体包括了信噪比、多径效应、衰落效应等多个方面，其中最重要的是多径效应。
在卫星通信中，信号会因地球的曲率和自转、大气层、射线的折射、终端天线指向等因素而受到多径衰落现象的影响，因此从原来的发送端到达接收端的路径不止一条，每一条多径路径的传播速度和路程也会不同，甚至有些路径上的信号可能会发生相消干扰，这都会导致系统的性能下降。
为了解决这个问题，我们必须对信道进行建模，以便更好地进行系统分析、算法设计和参数设置。
在信道建模中，我们所要用到的最主要的技术是卫星链路的仿真模拟，通过这种方式可以准确地模拟系统中的传输过程和信道状态。
在进行信道建模时，要尽可能考虑多种因素，以切实反映信道实际环境中的复杂性。
比如，在卫星通信中，我们不仅要考虑到信号的强度和频率，还要考虑到卫星的轨道、地球的自转、大气层的温度、湿度等因素对信号的影响。
除此之外，由于地球内的其它无线电通信也会对卫星通信的信号造成干扰，因此还要考虑到信噪比、衰落信号、多径效应等问题。
只有考虑周全了这些因素，才能进行精确的信道建模，才能更好地为卫星通信的优化算法提供基础支撑。
二、优化算法卫星通信优化算法是指通过对发射端、中继器和接收端进行信号过滤、调整和控制以优化信道质量的技术。
在卫星通信优化算法中，最常用的方法有匹配滤波、自适应均衡、自适应预编码等。
下面，我将会详细阐述这些方法的具体实现方式和优缺点。
匹配滤波是一种使用接收信号在自身内部相互比对的技术，在卫星通信中主要用于对信号的频率和幅度进行调整。
卫星移动通信信道模型及仿真
卫星移动通信信道模型及仿真
王俊林;张剑云
【期刊名称】《火力与指挥控制》
【年(卷),期】2007(032)003
【摘要】对移动卫星通信的三种典型信道进行了完整的理论分析.通信信号在不同的信道参数条件下,经过瑞利(Rayleingh)信道、莱斯(Rician)信道和阻挡效应下的莱斯信道(Rician/Lognormal)进行了计算机仿真,得到了仿真结果.经分析比较发现,信道参数不同,得到的误码率曲线不同.信道的性能主要取决于信道参数,各种因素的影响可以归结到这些参数的影响,理论分析和仿真实验结果一致.
【总页数】3页(P91-93)
【作者】王俊林;张剑云
【作者单位】解放军电子工程学院,安徽,合肥,230037;解放军电子工程学院,安徽,合肥,230037
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.23
【相关文献】
1.陆地移动卫星通信信道确定性仿真模型分析 [J], 高电波;陈贺新;戴逸松
2.卫星移动通信信道模型研究及仿真分析 [J], 高电波;戴逸松
3.移动卫星通信信道的系统仿真 [J], 赵冬梅;贺丰
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5.移动卫星通信信道的系统仿真技术研究 [J], 谢奕钊;朱晟
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面向卫星通信的信道建模与仿真技术研究
面向卫星通信的信道建模与仿真技术研究随着卫星通信在现代社会中的广泛应用，为了保证通信的可靠性和稳定性，在卫星通信系统的设计和优化中，信道建模和仿真技术是至关重要的一环。
本文将对面向卫星通信的信道建模与仿真技术进行研究和探讨。
一、卫星通信信道特点卫星通信信道与传统的地面无线通信信道相比，具有以下几个显著的特点：1、大气影响：由于卫星处于大气层外，然而信号在传输过程中仍然会受到大气影响，如大气散射、吸收和折射等，导致信号的衰减、传播时延、相位失真、多径效应等。
2、时变性：卫星电离层中的等离子体和太阳辐射活动会导致卫星通信信道的时变性，以及由此引起的多径效应和相位漂移等。
3、干扰：由于卫星通信与其他电磁波发射源共用同一频谱资源，如卫星电视广播、雷达，但是由于它们的调制方式、频率带宽以及天线方向不同，会造成不同形式的干扰信号。
以上这些特点都给卫星通信信道建模和仿真带来了困难和挑战。
二、卫星通信信道建模的方法针对卫星通信信道的复杂特性，需要通过建模来对其进行分析和仿真。
目前常用的卫星通信信道建模方法主要有以下几种：1、几何仿真法该方法主要通过建立几何模型来模拟卫星通信信道，包括卫星与接收站之间的距离、天线（卫星端和地面端）的高度、方位角和俯仰角等参数，预测信道的时间变化、信号强度变化、相位失真等。
2、统计建模法在统计建模法中，信道被看作随机过程，可以通过概率和统计方法来获取信道的统计特性，例如多径的时延分布、功率谱密度、概率密度函数等。
3、物理建模法物理建模法将卫星通信信道看作是一个传输系统，将信道建模为一组线性时变滤波器，可以利用信号处理的方法进行建模。
不同的建模方法各有优点和局限性，需要根据实际需要进行综合选择。
三、卫星通信信道仿真技术在信道建模的基础上，仿真技术是用于分析和评估卫星通信系统性能的重要手段。
常用的仿真技术主要有以下几种：1、蒙特卡洛仿真蒙特卡洛仿真是利用统计学原理和随机数生成方法的仿真技术。
卫星通信系统中的信道建模与链路性能分析
卫星通信系统中的信道建模与链路性能分析卫星通信系统是一种重要的无线通信技术，广泛应用于广播、电视、电话、互联网等领域。
在卫星通信系统中，信道建模和链路性能分析是关键任务，能够帮助人们理解和优化系统性能。
本文将从信道模型的建立和链路性能分析两个方面入手，探讨卫星通信系统中的信道建模与链路性能分析。
首先，我们需要建立卫星通信系统的信道模型。
信道模型是描述信号在传输过程中受到的衰落、干扰和噪声等影响的数学模型。
卫星通信系统的信道模型可以分为空间信道模型和时间信道模型两种。
在空间信道模型中，主要考虑的是卫星和地面站之间的传播损耗和多径效应。
传播损耗是指信号在大气和自由空间中传播过程中因为衰减而损失的功率。
多径效应是指信号在传输过程中经过多个路径到达接收端，造成传输中的干扰和衰落。
为了准确建立信号在空间中的传播模型，我们需要考虑卫星和地球之间的距离、传播介质的特性、天线的方向性和信号的频率等因素。
在时间信道模型中，主要考虑的是信号在传输过程中受到的时变性和多径间隔。
时变性是指信号在时间上的变化，可能由于大气湍流、天气等原因造成信号品质的波动。
多径间隔是指多个信号到达接收端的时间间隔，会导致信号干扰和衰落。
为了准确建立信号在时间上的传输模型，我们需要考虑信号的频率、天线的方向性和信号的传输速率等因素。
接下来，我们需要进行卫星通信系统链路的性能分析。
链路性能分析是通过对信道模型进行数学处理和仿真模拟得到的结果。
我们可以从以下几个方面来分析链路的性能。
首先是误码率分析。
误码率是指在信道传输中，接收端误判信号的概率，是衡量链路性能好坏的重要指标之一。
通过建立信道模型，我们可以得到不同信噪比下的误码率曲线，以此评估链路的可靠性。
其次是容量分析。
容量是指在一定误码率的条件下，传输系统能够传递的最大信息量。
通过对信道模型进行数学处理，我们可以得到卫星通信系统的容量分析结果，从而评估链路性能的上限。
此外，还可以进行传输速率分析和功耗分析。
基于MATLAB的MIMO通信系统仿真
其中卷积码的解码深度设为8
调制
在进行编写的进程中，最初没有想到挪用Matlab已经封装好了的QPSK的调制函数而是自己编写了一个函数，先进行了仿真。
先进行了符号映射。
加入噪声，因为输入的是复信息，因此加入的噪声为复噪声
以下图为QPSK系统调制图。
AWGN信道
加性高斯白噪声AWGN(Additive White Gaussian Noise)是最大体的噪声与干扰模型。
加性噪声：叠加在信号上的一种噪声，通常记为n(t)，而且不管有无信号，噪声n(t)都是始终存在的。因此通常称它为加性噪声或加性干扰。
白噪声：噪声的功率谱密度在所有的频率上均为一常数，那么称如此的噪声为白噪声。若是白噪声取值的概率散布服从高斯散布，那么称如此的噪声为高斯白噪声。
从上图能够看到，MIMO模型中有一个空时编码器，有多根天线，其系统模型和上述MIMO系统理论一致。发送天线的数量要大于接收天线，因为一样来讲，移动终端所支持的天线数量老是比基站端要少。
（3）分集与复用：
依照各根天线上发送信息的不同，MIMO能够分为发射分集技术和空间复用技术。
发射分集：在不同的天线上发射包括一样信息的信号(信号的具体形式不必然完全相同)，达到空间分集的成效，起到抗衰落的作用
图2 分层空时码的接收端系统模型
最后的系统结构图：
三、仿真设计
（1）流程图
（2）要紧模块
信源产生
要求：产生独立等概二进制信源
Matlab函数：randsrc()
信道编码
利用卷积码来进行信道编码
依照3GPP的规定，可选取如上所示的卷积码来进行信道编码。
MIMOOFDM系统原理与仿
06
MIMO-OFDM系统应用案例
案例一
总结词
无线通信网络中的MIMO-OFDM系统是现 代通信技术的重要应用，它利用多输入多 输出（MIMO）和正交频分复用（OFDM） 技术，提高了数据传输速率和可靠性。
VS
详细描述
无线通信网络中的MIMO-OFDM系统通 过在发射端和接收端使用多个天线，实现 了多径传播下的信号增强和干扰抑制。同 时，OFDM技术通过将信号分割成多个子 载波，提高了频谱利用率和抗多径干扰能 力。这一应用案例广泛应用于移动通信、 WiFi、WiMAX等无线通信系统。
MIMO系统的优势与挑战
优势
MIMO系统能够提供更高的数据传输速率、更可靠的通信链路和更好的频谱利用率。通 过多天线之间的协同工作，MIMO系统能够有效地抵抗无线信道的多径衰落和干扰，提
高通信性能。
挑战
MIMO系统的实现需要处理高维度的信号处理问题，这增加了系统的复杂度。同时， MIMO系统需要精确的信道状态信息以实现最佳性能，但在实际应用中，信道状态信息 的获取和跟踪是一个挑战。此外，多用户MIMO系统中的用户间干扰也是一个需要解决
案例三
总结词
卫星通信中的MIMO-OFDM系统利用地球 静止轨道卫星实现全球覆盖，通过MIMO和 OFDM技术提高数据传输速率和可靠性。
详细描述
在卫星通信中，由于信号传输距离远、传输 环境复杂，数据传输的可靠性和速率成为关 键问题。MIMO-OFDM技术的应用提高了 卫星通信的性能，使其能够满足高清视频、 大数据传输等高带宽需求。这一技术广泛应 用于卫星电视广播、卫星互联网等领域。
的问题。
03
OFDM技术原理
OFDM的基本概念
OFDM是正交频分复用技术的简称，它将高速数据流分割成多个低速子数据流，在 多个正交子载波上并行传输，以实现频谱的高效利用。