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1、无线通信李云龙等:基于射线追踪法的卫星通信MIMO信道特性研究基于射线追踪法的卫星通信MIMO信道特性研究李云龙,高晓锋(河南科技大学现代教育技术与信息中心,河南洛阳471003)摘要:卫星信道的研究一直是卫星通信系统的难点,传统上的研究方法都有很明显的缺陷。将来,卫星移动通信系统会使用MIMO分集技术,这更增加了卫星通信系统研究的难度。而近年来,随着射线追踪法的发展,运用射线追踪法研究卫星通信信道成为现实,具有很多优势。运用射线追踪法,建立了城市环境下卫星移动通信MIMO信道的射线追踪模型,对其空间分集和极化分集性能进行了模型仿真性研究。结
2、果表明,MIMO信道的射线追踪技术能有效提高信道容量。关键词:卫星通信;多输入多输出;射线追踪;模型仿真中图分类号:TP9115文献标识码:A文章编号:1004373X(2010)13007603CharacteristicsofSatelliteCommunicationMIMOChannelModelBasedonRaytracingLIYunlong,GAOXiaofeng(ModernEducationTechnologyandInformationCenter,HenanUniversityofScie
3、nceandTechnology,Luoyang471003,China)Abstract:Itisdifficulttoresearchthechannelofsatellitecommunication,andthetraditionalmethodhasobviousdefects.Inthefuture,theMIMOdiversitytechnologywillbeusedinsatellitecommunicationsystem,whatwilladdthedifficultyoftheresearchonsatellitecomm
4、unicationsystem.Recently,theresearchonsatellitecommunicationchannelbyusingtheraytracingwithitsdevelopmentisrealized.ThesatellitecommunicationMIMOchannelmodelbasedonraytracingtechniquesinurbanenvironmentswassetup,theperformancesofspatialdiversityandpolarizationdiversityweres
5、imulatedandanalyzed.TheresultsshowthatsatellitecommunicationMIMOchannelmodelbasedonraytracingtechniquecanimprovethechannelcapacityefficiently.Keywords:satellitecommunication;MIMO;raytracing;modelsimulation[4]信信道传播特性的模型,将是一个较好的解决办法,0引言[5]具有重要的实际意义,而射线追踪法的出现,为这一卫星通信系统的可靠性很大
6、程度上取决于电波传问题提供了较好的解决办法。播因素,卫星至移动终端的通信链路工作在较窄的信号1射线追踪法简介范围内,地形和树木的遮蔽衰减以及由反射信号引起的多径衰落都会大大降低通信质量,甚至造成通信中断。射线追踪技术在20世纪90年代以来被广泛地研因此,不管是在军用还是在民用环境下,卫星通信信究,其算法是基于几何光学理论,是光学的射线技术在[1]道的建模是一个必须研究和解决的首要问题。电磁计算领域中的应用,能够准确地考虑到电磁波的各由于地面移动终端所处的环境复杂且不断变化,使种传播途径,包括直射、反射、绕射、透射等,能够考虑到星地之间信道特性研
7、究难度较大,国内外主要研究途径影响电波传播的各种因素。[2]有三个方面:建立数学模型的理论分析;信道特性的在射线追踪法中,电磁波可被简化为射线,从而使仿真研究;进行实测,以供设计系统时参考。前两种方用光的理论比如反射定律、折射定律、光程定律等研究法着重于理论上的研究,而第三种方法必须要利用卫星电磁传播特性。同时,对于障碍物的绕射,通过引入绕[6]或飞机进行实测,费时费力,特别是在预研阶段的前期射射线来补充几何光学(GO)理论,即GTD(Geomet[7]研究中,由于条件的限制,在国内进行星载或机载试验,ricTheoryofDiffractio
8、n,几何绕射理论)和UTD在技术和经费上都有问题,随时随地对实际卫星移动通(UniformTheoryofDiffraction,一致性
