卫星LTE系统中S频段信道建模及实现技术研究

发布时间：2017-09-18 05:38

  本文关键词：卫星LTE系统中S频段信道建模及实现技术研究

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【摘要】：作为移动通信系统的重要组成部分,在陆地移动通信无法部署或者部署成本过高的区域,卫星移动通信可以满足用户移动通信、全球无缝覆盖的需求。此外,在应急通信和发生自然灾害、战争的时候,卫星通信是不可替代的通信解决方案。随着近期我国LTE 4G牌照的全面发放,高速率的移动互联网时代已全面到来,作为LTE关键技术之一,OFDM技术具有抗频率选择性衰落能力强和频率利用率高的特点。卫星移动通信作为LTE陆地移动通信的重要补充,研究卫星与LTE技术相融合的移动网络已成为主流趋势。卫星移动信道作为无线电波传播过程中的物理媒介,对卫星通信系统的性能影响不容忽视,S频段下的卫星移动通信需要更加精确的信道模型,因此研究S频段卫星移动信道模型、探讨LTE-OFDM系统在该信道下的传输性能并开发相应的信道模拟器就具有重要的意义。本文主要工作包括以下内容:1、从空间、时间和频率不同维度分析了S频段卫星移动信道的特性,在卫星移动信道基础模型建模和仿真的基础上,重点对Loo模型、基于两状态准马尔科夫链的卫星移动信道模型进行了建模,给出了详细的仿真过程。2、研究了随机数生成的统计模拟方法,对逆变换法、接受-拒绝法进行了仿真;在介绍马尔可夫链及其基本性质的基础上,阐述了MCMC方法原理并给出常用的MH算法,利用MH算法生成了卫星信道建模常用的随机数,并和Matlab内置随机数算法进行比较。3、分析了OFDM技术抗频率选择性衰落能力和易实现低复杂度信道均衡的原因;对LTE-OFDM系统在典型宽带卫星频率选择性信道下的传输性能进行了分析和仿真;对LTE-OFDM系统在两状态准Markov链卫星移动信道下的传输性能进行了仿真,由仿真结果分析了卫星移动信道不同环境、不同通信仰角对LTEOFDM系统传输性能的影响。4、结合本文所建立的S频段卫星信道模型及MCMC方法随机数生成器的应用,对课题组已研制出的卫星信道模拟器软件部分进行了修改,给出了信道模拟器的软硬件实现方案。
【关键词】：卫星通信 信道建模 MCMC方法 OFDM 信道模拟器
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN927.23
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 第一章 绪论14-19
• 1.1 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究发展现状15-17
• 1.2.1 卫星LTE移动通信的发展现状15-16
• 1.2.2 卫星移动信道模型及模拟器研究现状16-17
• 1.3 课题来源和论文研究内容17-19
• 第二章 S频段卫星移动信道建模与仿真19-40
• 2.1 S频段卫星移动信道特性19-24
• 2.1.1 空间维度的传播损耗19-21
• 2.1.1.1 自由空间传播损耗19-20
• 2.1.1.2 阴影衰落20
• 2.1.1.3 多径衰落20-21
• 2.1.2 时间维度的多径时延扩展21-23
• 2.1.3 频率维度的多普勒扩展23-24
• 2.2 卫星移动信道基础模型建模与仿真24-28
• 2.2.1 平坦衰落信道建模与仿真25-28
• 2.2.1.1 瑞利信道建模25-26
• 2.2.1.2 莱斯信道建模26-28
• 2.2.2 频率选择性信道建模方法28
• 2.3 基于Markov链的卫星移动信道建模与仿真28-38
• 2.3.1 Loo信道模型建模与仿真29-33
• 2.3.2 基于两状态准Markov链的卫星移动信道建模与仿真33-38
• 2.4 本章小结38-40
• 第三章 随机模拟方法在卫星信道建模中的应用40-52
• 3.1 随机数生成的统计模拟方法40-44
• 3.1.1 随机模拟基本思想40-41
• 3.1.2 逆变换法及其仿真41-42
• 3.1.3 接受-拒绝法及其仿真42-44
• 3.2 MCMC方法生成任意分布随机数44-51
• 3.2.1 马尔可夫链及MCMC方法44-49
• 3.2.1.1 马尔可夫链及其基本性质44-46
• 3.2.1.2 MCMC方法原理和MH算法46-49
• 3.2.2 基于MH算法的信道衰落随机数生成仿真49-51
• 3.3 本章小结51-52
• 第四章S频段卫星移动信道下LTE-OFDM传输性能分析与仿真52-62
• 4.1 OFDM技术简介52
• 4.2 卫星移动信道对OFDM系统的影响分析与仿真52-59
• 4.2.1 频率选择性信道对OFDM系统的影响分析52-57
• 4.2.2 LTE-OFDM系统参数分析57-58
• 4.2.3 典型宽带卫星移动信道下LTE-OFDM传输性能仿真58-59
• 4.3 S频段卫星移动信道下LTE-OFDM传输性能仿真59-61
• 4.3.1 卫星移动信道不同环境下LTE-OFDM传输性能仿真60
• 4.3.2 卫星移动信道不同仰角下LTE-OFDM传输性能仿真60-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章S频段卫星信道模拟器实现方案62-74
• 5.1 卫星信道模拟器系统方案62-64
• 5.1.1 概述62
• 5.1.2 任务要求62-63
• 5.1.3 设备组成63
• 5.1.4 整体方案设计63-64
• 5.2 信道模拟器核心模块设计方案64-66
• 5.2.1 传播时延模块64-65
• 5.2.2 信道衰减模块65-66
• 5.2.3 信道加噪模块66
• 5.3 信道模拟器软硬件接.设计66-69
• 5.3.1 PCI 9054接.设计67-68
• 5.3.2 PCI 9054本地总线及地址映射68-69
• 5.4 模拟器软件设计69-73
• 5.4.1 软件总体描述69-71
• 5.4.2 软件GUI设计71-72
• 5.4.3 数据预处理72-73
• 5.5 本章小结73-74
• 第六章 全文总结与展望74-76
• 6.1 全文总结74-75
• 6.2 后续工作展望75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间取得的成果80-81

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本文编号：873726