近空間高速飛行器雙衛(wèi)星聯(lián)合通信信道模型研究.pdf

1、臨近空間飛行器高速飛行時(shí)在飛行器表面所形成的等離子鞘套，將引起通信信號(hào)的衰減，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致飛行器捕獲、跟蹤、遙測(cè)、導(dǎo)航的失敗。從通信角度而言，當(dāng)前所選的通信體制與復(fù)雜動(dòng)態(tài)等離子鞘套信道的不適配是影響通信質(zhì)量及中斷的主要原因之一，因此構(gòu)建準(zhǔn)確的信道模型對(duì)突破等離子鞘套環(huán)境下的通信中斷問(wèn)題研究具有重要意義。并且目前所有的研究都停留在“端對(duì)端”的信道模型研究中，沒(méi)有考慮多平臺(tái)聯(lián)合通信對(duì)通信質(zhì)量的改善作用。本文一方面開展動(dòng)態(tài)等離子鞘套信道建模研

2、究，建立多狀態(tài)的馬爾科夫信道模型以及單衛(wèi)星到飛行器的近-空綜合信道模型；另一方面在此基礎(chǔ)上從角度分集的思想出發(fā)，開展雙衛(wèi)星對(duì)飛行器聯(lián)合通信的信道模型研究，并分析了其對(duì)通信質(zhì)量的提升作用。
　　針對(duì)等離子鞘套環(huán)境的動(dòng)態(tài)性問(wèn)題，采用隱馬爾科夫模型對(duì)其進(jìn)行建模，并利用可逆跳變馬爾科夫蒙特卡洛算法估計(jì)信道狀態(tài)數(shù)及狀態(tài)參數(shù)，建立了動(dòng)態(tài)等離子鞘套多狀態(tài)馬爾科夫信道模型；然后借鑒了陸地移動(dòng)通信衛(wèi)星信道建模方法，以近-空大氣環(huán)境信道為基礎(chǔ)串行考慮

3、等離子鞘套信道，建立了單衛(wèi)星到飛行器的近-空綜合信道模型；最后考慮雙衛(wèi)星聯(lián)合通信，根據(jù)單衛(wèi)星兩狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣以及雙衛(wèi)星之間的相關(guān)系數(shù)，獲取雙衛(wèi)星四狀態(tài)模型的轉(zhuǎn)移矩陣，建立雙星到飛行器之間聯(lián)合通信信道模型，并分析了不同仰角和方位角組合下雙星系統(tǒng)對(duì)飛行器通信質(zhì)量的提升作用，為實(shí)際聯(lián)合通信雙星星座圖的選擇提供了參考依據(jù)。
　　本文提出的利用可逆跳變馬爾科夫蒙特卡洛算法對(duì)動(dòng)態(tài)等離子鞘套進(jìn)行建模，可以實(shí)現(xiàn)等離子鞘套在不同動(dòng)態(tài)環(huán)境下模型狀態(tài)數(shù)以