陸地移動(dòng)衛(wèi)星中繼合作系統(tǒng)上行鏈路研究.pdf

1、為了提供任何時(shí)間和任何地點(diǎn)的可靠通信，下一代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一個(gè)方向是融合各種通信網(wǎng)絡(luò)。與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)相比，陸地移動(dòng)衛(wèi)星(Land Mobile Satellite，LMS)通信系統(tǒng)具有覆蓋面積廣和不受災(zāi)難影響等優(yōu)點(diǎn)。但是，LMS通信系統(tǒng)上行鏈路傳輸可靠性受限于衛(wèi)星與終端之間的視距(Line of Sight，LOS)傳播路徑，尤其當(dāng)終端位于市區(qū)或室內(nèi)場(chǎng)景時(shí)，衛(wèi)星地面節(jié)點(diǎn)之間的LOS路徑被阻斷導(dǎo)致通信中斷。衛(wèi)星與地面輔助設(shè)備合作的衛(wèi)星

2、陸地融合系統(tǒng)是一種衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)與陸地網(wǎng)絡(luò)融合的應(yīng)用場(chǎng)景。中繼合作技術(shù)能增加源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)間的傳播路徑獲得空間分集，從而克服信道衰落。論文圍繞帶地面中繼的LMS通信系統(tǒng)上行鏈路，研究了LMS中繼合作系統(tǒng)上行鏈路的性能及其性能優(yōu)化方案。
　　在LMS中繼合作系統(tǒng)上行鏈路的建模和性能分析方面，針對(duì)現(xiàn)有衛(wèi)星陸地融合系統(tǒng)研究大多聚焦于用戶(hù)較多的衛(wèi)星廣播通信、LMS中繼合作系統(tǒng)上行鏈路建模和分析不符合衛(wèi)星通信實(shí)際等現(xiàn)狀，結(jié)合LMS信道特性，研究

3、了LMS中繼合作系統(tǒng)上行鏈路的中斷概率、平均誤符號(hào)率和各態(tài)歷經(jīng)容量性能。首先，分析了LMS信道特征和中繼合作協(xié)議，構(gòu)建了帶地面中繼的LMS通信系統(tǒng)上行鏈路模型。然后，采用矩母函數(shù)和梯形公式積分近似，推導(dǎo)得到了系統(tǒng)中斷概率、平均誤符號(hào)率和各態(tài)歷經(jīng)容量的理論閉合表達(dá)式。
　　在LMS中繼合作系統(tǒng)上行鏈路性能優(yōu)化方面，首先，針對(duì)等功率分配方案造成的功率資源耗費(fèi)的問(wèn)題，提出了基于信道狀態(tài)信息的功率分配優(yōu)化方案。在總發(fā)送功率一定的條件下，根

4、據(jù)不同的信道衰落特性，以最大化系統(tǒng)的各態(tài)歷經(jīng)容量或瞬時(shí)接收信噪比為目標(biāo)，獲得了移動(dòng)終端和中繼節(jié)點(diǎn)處的最優(yōu)發(fā)送功率分配比。仿真結(jié)果表明，采用最優(yōu)功率分配，系統(tǒng)獲得相同的性能所需的發(fā)送功率降低。其次，針對(duì)一次發(fā)送需要兩個(gè)正交時(shí)隙導(dǎo)致系統(tǒng)的信道利用效率降低的問(wèn)題，研究了一種基于簡(jiǎn)單信道反饋的自適應(yīng)發(fā)送方案。根據(jù)衛(wèi)星接收端關(guān)于直射傳輸是否成功的反饋信息，系統(tǒng)決定是否借助中繼轉(zhuǎn)發(fā)信息或移動(dòng)終端直接發(fā)送下一信息。性能分析與仿真結(jié)果表明，自適應(yīng)發(fā)送方