面向海洋移动通信的卫星覆盖增强技术研究

作为非陆地网络的重要组成部分,卫星通信网络可以为偏远地区提供广覆盖,非常适用于海洋移动通信。然而,受限于硬件能力,一个卫星仅能为有限的波位同时提供服务。为了提高卫星的覆盖,结合5G标准现状,提出了基于跳波束技术的增强方案。增强包括对同步信号与公共信道周期进行拓展以提高每个波束可服务的波位数,对跳波束服务时间进行指示以帮助用户在合适的时间收发信号,以及根据服务时间进行时序增强以提高通信资源利用效率。评估结果表明,采用增强方案后,卫星的覆盖区域显著增强,且公共信道资源占比显著下降。

卫星移动通信行业发展浅析

本文分析了卫星移动通信产业相关概念、现状、发展的历程和趋势以及互联网卫星对行业的影响,以期为笔者所在公司制定战略发展方向提供参考。

一种支持多种轨道高度卫星的移动通信终端设计

卫星移动通信具有覆盖范围广、传输距离远且不受地形影响等优点,得到了快速发展和广泛应用。通信终端是卫星移动通信的重要组成部分,通过与卫星及地面站进行无线链路交互,向用户提供话音、数据等多类业务。文章提出了一种适应高轨、低轨卫星的宽带终端设计及实现方案,从硬件、软件、流程等方面对终端的设计进行了详细阐述,并通过系统联试验证了终端的功能和性能。终端设计采用了硬件模块化、软件组件化、接口标准化等思路,并按照功能划分为不同分层,便于独立实现、升级和扩展。

卫星移动通信的信道特点及仿真模型

分析了卫星移动通信的信道特点，研究了信号经过卫星移动信道后幅度和相位分布，给出了实用的卫星移动信道仿真模型。对基本的BPSK调制信号在该模型中进行了计算机仿真，得到了仿真结果。

低轨卫星移动通信系统接入方案

在低轨卫星移动通信系统中 ,由于卫星和移动用户间的相对运动使得呼叫切换频繁发生 .为了降低星间切换请求到达率 ,减小系统切换开销 ,本文在距离优先接入方案基础上进一步提出了两种接入策略 :覆盖时间优先方案和仰角加权的覆盖时间优先方案 .构造了非均匀分布全球话务密度模型 .并参照某实际系统参数 ,对不同接入方案准则下的全球话务服务进行了系统仿真 。

卫星移动通信系统星间链路几何参数分析

对现有卫星移动通信系统星间链路的分析发现，随着卫星通信系统轨道高度的增加，卫星通信系统星间链路指向的动态调节范围不断扩大，星间链路的相对距离也不断增大，据此进行了对最优化极轨道卫星通信系统星间链路的主要参数的模拟与分析，并得到了一些规律性的结论，为星间链路的设计与建立奠定了理论基础。同时，卫星通信系统星间链路指向性的周期性规律变化也为星间链路连接过程中最优化搜索算法的建立提供了探索方向和理论依据。

卫星移动通信信道模型和误码率特性分析

在对卫星移动信道传输特性统计模型研究分类的基础上，给出了适合卫星移动信道的部分阴影扩展模型。用试验和修正的方法给出了模型参数，得到的模型适用于非静止轨道变仰角信道，分析了非静止轨道卫星通信系统窄带调制和宽带扩频调制的误码率性能，得到了有意义的结论。

IGSO在卫星移动通信中的应用研究

研究利用IGSO星座提供卫星移动通信业务所涉及到的星座覆盖性能、多普勒频移及业务支持能力等问题。研究表明,采用2颗或3颗IGSO卫星构成的星座能够对我国区域提供较好的覆盖性能(单星和多星覆盖率及平均通信仰角),而引入的多普勒频移并不大。链路计算结果表明,采用IGSO卫星能够有效解决GEO卫星在高纬度区域的低仰角问题,并能用比较小的IGSO卫星来达到非常大的GEO卫星才能实现的性能。因此,采用IGSO的区域卫星移动通信系统具有较好的技术可行性。

卫星移动通信系统星间链路空间参数分析

通过对现有的卫星移动通信系统星间链路的分析发现 ,伴随着卫星星座高度的增加 ,卫星移动通信系统星间链路指向的动态变化范围不断扩大 ,星间链路的相对距离也不断增大。由此引出对最优化的极轨道卫星移动通信系统星间链路主要参数的模拟与分析 ,从中得到了一些规律性的结论 ,为星间链路的设计与建立提供了理论基础 ;同时 ,卫星移动通信系统星间链路指向性的周期性变化 ,也为星间链路建立过程中最优化搜索算法的建立提供了探索的方向和理论依据。

国外卫星移动通信新进展与发展趋势

在地面移动通信迅猛发展的新形势下,提供相似业务的卫星移动通信的发展动态和趋势值得关注。首先介绍了国外卫星移动通信市场发展动态,然后分别介绍了静止轨道、中轨道和低轨道三类卫星移动通信系统的最新进展,其中静止轨道卫星移动通信发展最好,中低轨道卫星移动通信系统发展相对不景气;最后探讨了卫星移动通信的发展趋势,指出通过星地集成以及相关技术的不断融合,最终将实现个人通信的终极目标,同时,卫星移动宽带、终端综合化、星上处理等都是卫星移动业务技术发展的必然趋势。

一种卫星移动通信中的L/P跨层设计

针对卫星移动信道,提出了一种基于链路层(Link Layer)的混合自动请求重传(HARQ)技术联合物理层(Physical Layer)自适应编码调制(AMC)技术的L/P跨层设计;在Nakagami-m信道模型中验证其性能,并与非跨层设计结果作了对比。理论分析及仿真比较结果表明,这种跨层设计可以综合有效地优化卫星移动通信性能。

中国的三种非同步轨道卫星移动通信系统星座方案

本文介绍基于我国的三种非同步轨道卫星移动通信系统星座方案：低、中轨系统各有２４和１８颗星，轨道高度分别为１３２６和８０３５ｋｍ，两系统各以５°和３０°的仰角对我国的覆盖率为９９．７８％和９９．９６％；椭圆轨道系统１２颗星，近、远地点分别为４２７和２９０６ｋｍ，以７°和１５°仰角对我国北纬２０°以上地区覆盖率分别为９７．９０％和８９．６１％，若增加４颗中轨卫星，以１５°仰角对我国的覆盖率为９９．９９％。

准同步宽带CDMA卫星移动通信分析

理想同步CDMA系统具有很高的容量,然而在卫星移动环境下很难实现,一般采用准同步系统。该文首先仿真分析了准同步误差对宽带CDMA卫星移动通信的影响,发现CDMA系统在准同步的条件下性能有明显改观,也就是说在相同条件下能大大提高系统容量。然后针对卫星移动环境提出了一种准同步实现策略,并对其可行性进行了论证。通过分析可以看出该策略是可行的,并且轨道越高实现越容易。

区域性中低轨卫星移动通信系统星座设计

探讨了非静止轨道区域性覆盖卫星移动通信系统星座设计方法． 针对我国区域性覆盖，理论研究、计算和总结了各种中低轨星座设计方法的结果，包括全球覆盖星座、地带性覆盖星座、极圆轨道区域性覆盖星座、倾斜圆轨道区域性覆盖星座，同时提出了我国赤道轨道、椭圆轨道星座设计方法． 综合比较和仿真分析，赤道轨道地带性覆盖星座（ 总卫星数为５ 颗） 、倾斜圆轨道区域覆盖星座（ 总卫星数为８ 颗） 可作为我国区域性覆盖、非静止轨道卫星移动通信系统星座候选方案，以提供实时的窄带话音、数据、寻呼或宽带多媒体等业务．

具有星际链路的卫星移动通信网络性能分析

本文提出了一种基于信息平均传输距离的中 /低轨卫星移动通信系统星际链路网络性能的分析方法 .根据三种不同的业务分布模型对繁 /简两种网络的信息过网时延和呼叫丢失率进行了分析 .通过增加网络中每个节点星际链路的数目可以改善网络的性能 。

一种卫星移动通信语音业务半持续调度机制

基于LTE的卫星移动通信系统将3GPP LTE标准与卫星通信技术相结合,对实现移动通信的高速全球覆盖具有重要的意义.然而,卫星通信面临的高误码率、上下行带宽非对称等问题,对卫星移动通信的资源调度和服务质量保证提出了重要挑战.以LTE半持续调度机制为基础,针对卫星移动通信语音业务,提出了一种上行无线资源调度方案VoSPS.VoSPS中增加了基于上行信道质量的准入机制和截断机制,减少了上行资源的浪费;引入了一种基于语音服务满意度的语音编码速率调整算法,增加了系统的用户容量.仿真结果表明,VoSPS能有效提高系统的用户满意度和语音业务容量.

基于效用函数的LEO卫星移动通信系统波束切换

针对提供多种业务的LEO卫星移动通信系统,考虑不同的业务类型和呼叫类型,定义了基于效用函数的系统用户满意度,并用其度量系统服务质量;以最大化系统用户满意度为准则,给出了波束切换策略,建立了有约束的非线性规划模型;该模型的求解结果决定了是否接受一个切换呼叫.仿真结果表明该策略在保证系统服务质量要求的同时,有效地降低了波束小区的切换掉话率,并且算法简单、信令负荷小.

UHF、L频段陆地卫星移动通信业务遮蔽环境衰落研究

UHF、L频段路边树遮蔽和多径衰落实验分别于 1 999年 8月和 9月在河南安阳境内进行。利用日本 GMS1 40 E气象卫星为信标 ,其下行频率分别为 468.92 4 MHz和 1 691 .0 0 MHz,有效全向辐射功率分别为 37d Bm和 56d Bm,中频带宽分别为 2 k Hz和 2 0 0 k Hz,极化方式均为线极化。地面接收系统和数据处理设备安置于汽车上。此项实验的目的是为地面卫星移动通信系统的设计提供重要的信道参数。本文给出了路边树遮蔽的累计分布特性以及相应的预测模型。

卫星移动通信地球站天线发展综述

自20世纪90年代以来,卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进步。本文在介绍卫星移动通信地球站天线的分类和系统要求的基础上,着重阐述了几种定向天线的具体形式及技术特点,最后根据作者在该领域多年的研究经验指出了未来移动地球站天线的发展方向和有待研究的关键技术。

卫星移动通信信道模型研究及仿真分析

讨论了三种卫星移动通信信道概率模型的特性 ,对其应用环境及条件进行了分析 ;并对不同地理环境的信道模型进行了计算机仿真。仿真得到的结论对估算系统的性能指标和链路分析都有一定的意义 。