基于综合信道模型的星地信道性能研究

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1、V01．21No．1航天器工程第21卷第1期48SPACECRAFTENGINEERING2O12年2月基于综合信道模型的星地信道性能研究聂欣米红武向军(北京空间飞行器总体设计部，北京100094)摘要全球导航卫星系统由位于不同轨道上的多颗卫星组成。卫星轨道和地面用户位置的差异造成了星地链路传播机制和统计特性的差异。信道的统计特性对于卫星系统的性能有着重要的影响。文章建立了星地信道综合模型，考虑了不同大气条件和传播机制的影响。基于此模型，给出了调制方式为二元相移键控时的误比特率与信噪比的关系。研究方法和结果可为全球导航卫星系统

2、的仿真和设计提供借鉴。关键词全球导航卫星系统；信道模型；仿真；性能评估中图分类号：TN927文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．01．008InvestigationonPerformanceofSatellite—groundChannelBasedonaCompoundChannelModelNIEXinMIHongWUXiangjun(BeijingInstituteofSpacecraftSystemEngineering，Beijing100094，China)Abstr

3、act：Globalnavigationsatellitesystem(GNSS)consistsofsatellitesinavarietyofor—bits．Thedifferenceoftheorbitsandthelocationoftheusersproducethedifferentpropagationmechanismsandcharacteristicsofsatellite—groundchannels．Thestatisticalcharacteristicsofthechannelshavegreati

4、mpactontheperformanceoftheGNSS．Inthispaper，acompoundsatellite—to—groundchannelmodelisproposed．Boththeweatherconditionandthepropagationmechanismaretakenintoconsideration．Basedonthechannelmodel，therelationshipbetweenbiterrorrateandsignal—to—noiseratioisgivenwhenbinary

5、phaseshiftkeyingisused．ThemethodandresultspresentedcanprovideabasisforthesimulationanddesignoftheGNSS．Keywords：globalnavigationsatellitesystem；channelmodel；simulation；performanceevaluation研究。全球导航卫星系统由位于不同轨道上的多颗l引言卫星组成。卫星轨道和地面用户位置的差异，造成了星地链路传播机制和统计特性的差异。另外，与无线信号在传播过程

6、中主要受信道的影响，信地面无线信道系统相比，导航卫星的信号不仅受地道的传播特性对于发射信号、接收算法的设计以及面多径传播的影响，还受大气效应的影响。无线系统的实现都有着重要影响。获得无线信道的针对导航卫星信道的特点，本文建立了卫星到统计特性并掌握其对卫星系统性能的影响，对卫星地面传播(以下简称空间段)和地面传播(以下简称系统设计和实现有着重要的意义l1]，因此卫星信道地面段)的综合信道模型，考虑了不同大气条件和传的测量、统计特性分析和建模吸引了广泛的关注与播机制的影响，并且针对倾斜地球同步轨道(in一收稿日期：2011—04—

7、11：修回日期：201l-12—27基金项目：国家重大科技专项工程作者简介：聂欣(1983一)，男，工程师，从事导航卫星有效载荷设计和测试工作。Email：niexin．bupt@gmail．CON。第1期聂欣等：基于综合信道模型的星地信道性能研究49elinedgeosynchronousorbit，IGSO)卫星和中地球2。2地面段轨道(mediumearthorbit，MEO)卫星的轨道以及地接收信号可以表示为视距(1ineofsight，LOS)面用户移动性等全球导航卫星系统固有特点，采用分量和多径分量之和一阶马尔科夫

8、过程描述信道的动态特性。基于此模rexp(jO)一zexp(j~)+sexp(j~)(3)型，给出了在不同的卫星倾角和不同的大气状况下，式中：r为接收信号的幅度，0为信号的相位；为二元相移键控(binaryphaseshiftkeying，BPSK)调LOS分量幅度，为LOS