高空平台通信系统中的切换技术研究

发布时间：2021-01-21 10:42

　　高空平台（High Altitude Platform Station,HAPS）部署在平流层 17～22Km的位置,其高度介于地面通信系统和卫星通信系统之间,可以作为高空基站或中继节点,具有覆盖范围广、部署灵活、低时延、高容量、信道条件良好的特点,在地面通信系统能力不足或应急通信等场景下有广泛应用。高空平台一般采用多天线对地面实现多小区覆盖,不同小区之间可以采用频率复用以提高HAPS系统的容量。高空平台属于非固定基站,会受到大气湍流影响发生位置和姿态变化,地面小区覆盖情况随之改变,造成小区边缘用户存在切换问题,本文的主要研究工作包括以下两点:对于高空平台的不稳定运动特性,分析了其不同运动方式对地面用户切换概率的影响。现有对于高空平台通信系统中切换概率的分析多采用等波束宽度和等覆盖面积模型,不能反映HAPS不稳定运动中路径损耗变化对小区覆盖的影响。因此,我们建立了一种考虑天线方向性增益和路径损耗的小区覆盖模型,给出了覆盖范围的数学表达。基于所提出的小区覆盖模型分析了 HAPS经历水平、旋转、垂直、倾斜运动过程中的地面用户切换概率。分析结果表明,我们所提出的考虑天线方向性增益和路径损耗的... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１髙空平台对地提供通信服务??

?高空平台通信系统的切换补偿策略和切换判决策略，以降低ＨＡＰＳ不稳定运动对??地面用户的影响。图１．２给出了论文研宂内容的框架图，具体内容和贡献如下：???｜高空平台在空中受大气湍流??出ｙ点ｒ?＾?影响发生不稳定运动??＇????￣ＨＡＰＳ位置姿态发生变化，地面小??区覆盖情况改变，用户发生切换??????ＨＡＰＳ不稳定运动对地?ＨＡＰＳ通信系统中的切??＾?面用户切换性能的影响?换补偿和切换判决策略??Ｉ?？提出一种补偿ＨＡＰＳ不稳定运动的??丨紐』古抂？?径损耗的地?天线指向调整方案并验证其性能。??ｓ?嚣的雛判决策略并仿真验证其??分析其对雜概軸綱?？与＾嫌算法性能进行比较??￣￣：！￣￣?｜分析不同运动Ｊ式对用户切换?ｔｅｓｉｓｓｓｎｎ的??实现目标—概率的影响，对ＨＡＰＳ系统设计??和切换策略研宄提供指导。?尸受?不稳定??????动的影响???图１．２论文内容架构??（１）

ＨｅｌｉＮＥＴ标准更适合作为无人机应用于通信覆盖时的位置约束条件，??而ＩＴＵ标准则更适用于高空平台飞艇对地通信服务的位置约束条件。根据ＩＴＵ??标准，我们可以构建如图２．２所示的位置保持圆柱。??Ｒ＝４００ｍ???？二；??｜?Ｈ＝±７００ｍ??ｔ？……１ｙ??１??Ｉ???ｉ???—＼?Ｉ?￣???＼??＼?＇－－??／＼?乂?丨??［＜，—一＼－－－－，＿厂＼－－－－，—飞）??Ｖ，?＞?＾?ｘ?（?）?＼?Ｊ??图２．２高空平台位置保持??１２??

【参考文献】：
期刊论文
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[5]HAPS通信多层环形小区结构设计[J]. 管明祥,王乐,郭庆.  北京邮电大学学报. 2014(02)
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[8]平流层多波长自由空间光通信系统[J]. 李坤,艾勇.  应用激光. 2005(03)
[9]高空平台通信系统的最新进展[J]. 孙震强.  中国无线电. 2005(03)
[10]HAPS通信系统在军事通信中的应用[J]. 韩军.  计算机与网络. 2003(11)

博士论文
[1]高空平台通信系统中呼叫允许控制与切换技术研究[D]. 李树锋.国防科学技术大学 2010



本文编号：2991011