【摘 要】
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在轨道位置越来越拥挤,频率资源越来越紧缺的现实情况下,利用MIMO技术的优势并将其应用于卫星通信系统,提高频谱利用率,增大系统容量,将发挥卫星通信覆盖范围广、业务综合性
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在轨道位置越来越拥挤,频率资源越来越紧缺的现实情况下,利用MIMO技术的优势并将其应用于卫星通信系统,提高频谱利用率,增大系统容量,将发挥卫星通信覆盖范围广、业务综合性强的优势,提高卫星通信系统的传输能力,已成为宽带卫星通信发展的必然方向。本文的主要研究内容是MIMO卫星通信信道的容量以及MIMO卫星通信信道下的空时编码技术及其性能分析。首先,结合卫星移动通信信道的传输特性和统计特性,利用Markov链建立能够真实反映实际信号传播过程中可能遇到的多径、遮蔽等情况的卫星移动通信信道模型,即多状态陆地移动卫星信道模型,在这基础上,深入研究并分析了MIMO卫星通信信道的容量及容量影响因素,包括天线数量、信道终端环境及卫星高度角等。其次,本文还对空时编码技术展开详细研究,阐述了空时分组码和空时网格码的编译码方法,通过Matlab仿真,分析比较了Rayleigh信道下两种编码的误比特率性能,以及空时网格编码的性能主要影响因素,仿真结果表明Rayleigh信道下两种编码方式的性能随分集阶数增加而明显改善,且空时网格编码的编码器状态数对其性能影响不大。最后,在以上研究基础上,本文将MIMO陆地移动卫星通信信道和空时分组码以及空时网格码相结合,研究该信道下的编码系统的BER性能,选取不同的终端环境参数及卫星高度角进行研究仿真,分析了以上因素对系统BER性能的影响。在陆地移动卫星信道中,开阔环境下两种空时编码性能最优,城市环境下最差,但无论在何种环境下,空时网格码的性能都要略优于空时分组码;在环境条件相同的情况下,随着卫星高度角的增大,空时分组编码及空时网格编码的误比特率不断降低,且空时网格编码的下降速度更快。
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