寬帶衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)無線鏈路傳輸技術(shù)研究.pdf

1、衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)具有組網(wǎng)靈活、覆蓋面積廣以及不受自然災(zāi)害影響等特點，但同時衛(wèi)星系統(tǒng)功率受限，信道傳輸延時大，衰落模型特殊，整體信道環(huán)境與陸地移動通信系統(tǒng)物理特性差異較大。利用MIMO-OFDM技術(shù)，構(gòu)建適應(yīng)衛(wèi)星通信場景的寬帶衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，實現(xiàn)全球無縫互聯(lián)通信網(wǎng)具有十分重大的意義。本文研究寬帶衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)無線鏈路傳輸技術(shù)。
　　首先，研究了衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的信道傳輸特性及信道模型。針對衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)傳輸?shù)膽?yīng)用場景，討論了K

2、a頻段信道的天氣影響及多普勒頻偏，并給出了相應(yīng)的信道模型。
　　隨后，研究了寬帶衛(wèi)星無線傳輸系統(tǒng)中全向信號傳輸方案的設(shè)計及實現(xiàn)。該傳輸方案中，天線的實際發(fā)送信號由低維空時編碼信號經(jīng)過全向預(yù)編碼生成。結(jié)合陣列天線的信道特征，推導(dǎo)了全向傳輸矩陣需要滿足的三個條件并分別基于Zadoff-Chu序列和Golay序列給出了全向預(yù)編碼的設(shè)計實例。在此基礎(chǔ)上，以下行同步信道為例，研究了全向傳輸預(yù)編碼在公共信道傳輸中的應(yīng)用，最后基于NI的USRP

3、平臺給出了硬件實現(xiàn)方案。
　　接著，研究了基于空時頻變換域濾波的寬帶衛(wèi)星移動通信下行信道估計方法。在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，利用陣列天線的空間信道特征，結(jié)合遠場散射場景中波束域稀疏性的特點，提出了基于空域濾波的信道估計方法，其思想是將空間域接收信號進行DFT變換到波束域，利用信道能量集中在有限波束上的特點，將其余波束能量作為噪聲進行濾波，可以有效提升信道估計的性能。在傳統(tǒng)時頻二維變換域濾波方法的基礎(chǔ)上，提出了基于空時頻三維變換域濾波的

4、信道估計方法。最后結(jié)合DOA估計，提出了基于DOA補償?shù)目沼驗V波信道估計方法。仿真結(jié)果表明這些方法可以獲得更為精準的信道估計。
　　最后，研究了寬帶衛(wèi)星移動通信上行鏈路中的低復(fù)雜度迭代接收機。在傳統(tǒng)MMSE迭代接收機中，針對迭代過程中LMMSE均衡矩陣求逆計算復(fù)雜度過高的問題，提出了兩種快速計算方法，分別為QR分解法和Sherman-Morrison公式化簡法。隨后給出了兩種快速算法與矩陣直接求逆算法的復(fù)雜度和數(shù)值計算精度的比較，