電離層變態(tài)效應(yīng)對導(dǎo)航通信衛(wèi)星信息鏈路的影響分析.pdf

1、導(dǎo)航衛(wèi)星準確實時的通信是國內(nèi)外學(xué)者一直在研究的主題。電離層是衛(wèi)星通信鏈路中最為重要的一部分，由于地磁風(fēng)暴、太陽紫外線和X射線等引起的電離層變態(tài)效應(yīng)，影響著導(dǎo)航衛(wèi)星通信的質(zhì)量。因此，電離層變態(tài)效應(yīng)對導(dǎo)航衛(wèi)星通信信息鏈路的影響分析具有重要意義。
　　本文分析了信號在電離層中的傳播模型和雙選擇信道模型，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)提出了衛(wèi)星通信信息鏈路模型和電離層信道模型，并用MATLAB對模型進行了仿真。
　　首先，論文詳細介紹了電離層的電特性

2、參數(shù)和電波在其中的傳播特性，得出了信號幅度由大尺度和小尺度衰落特性決定;而相位由Doppler頻移和時延決定。通過分析相位特性，得出了最大Doppler頻移約為1Hz和最大時延約為1μs。
　　其次，基于對衛(wèi)星通信和擴頻原理的理論分析，從而建立了衛(wèi)星通信的信息鏈路模型，詳細分析后得出了通信過程中信號的理論信噪比和誤碼率的表達式。通過分析鏈路模型發(fā)現(xiàn)GPS信號通過電離層時的誤碼率比較小，以及由于加熱電離層引起的電離層變態(tài)效應(yīng)降低了信

3、噪比，而且加熱引起信噪比的變化會隨著加熱前電離層的信噪比的增加而增大，然后基于MATLAB直觀的給出了誤碼率隨信噪比的變化關(guān)系。
　　再次，通過分析電離層散射函數(shù)與沖擊響應(yīng)函數(shù)之間的關(guān)系，從而建立了電離層信道關(guān)于Doppler頻移和時延的數(shù)學(xué)模型。研究得出最大時延為1μs時對誤碼率的影響可以忽略，不同最大Doppler頻移對誤碼率的影響較大。針對不同的最大Doppler頻移，分別詳細計算得出QPSK信號通過電離層時的信噪比和誤碼率