移动卫星通信信道的系统仿真

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《MATLAB仿真在现代通信中的应用》课件_第6章

此外，由于采用手持机同卫星直接联系的方式，导致铱星电话在建筑物内无法收发信号。这成为其一个严重的缺陷。铱星手持机功率大，耗电多，过于笨重，使用不方便，也不利于人体健康。用户需要特殊的培训，每部电话机必须附带整整一个背包的附件。摩托罗拉公司的铱星双模式手机重约 454 g，京瓷公司的铱星单模式和双模式手机均重400 g，它们比重量不到100 g的GSM手机笨重得多，使用也不方便。当铱星系统与蜂窝电话网络相连时，必须适应不同的区域传输标准，由此产生的转换成本给用户带来了不便。在语音质量和传输速度方面，铱星电话远远比不上蜂窝电话。
铱星移动通信系统计划开始了个人卫星通信的新时代。与目前使用的静止轨道卫星通信系统相比，铱星主要具有两方面的优势：一是轨道低，传输速度快，信息损耗小，通信质量大大提高；二是不需要专门的地面接收站，每部卫星移动手持电话都可以与卫星连接，这就使地球上人迹罕至的不毛之地、通信落后的边远地区、自然灾害现场的通信都变得畅通无阻。
然而，由于铱星系统资费过高、终端昂贵、系统维护费用高昂，使用铱星系统的用户量很少，“铱星”业务在市场上的用户最多时才5.5万，而据估算它必须发展到50万用户才能赢利。由于巨大的研发费用和系统建设费用，铱星背上了沉重的债务负担。2000年，铱星背负了40多亿美元债务正式破产。铱星在2001年接受新注资后起死回生，现在，美国军方是它的主要客户。
铱星移动通信系统的建设思想早在1987年就由美国提出，早期计划在天空上设置7条卫星运行轨道，每条轨道上均匀分布11颗卫星，组成一个完整的卫星移动通信的星座系统。由于它们就像化学元素铱(Ir)原子核外的77个电子围绕其运转一样，因此该全球性卫星移动通信系统被称为铱星系统。后来经过优化设计，设置6条卫星运行轨道就能够满足技术性能要求，因此，全球性卫星移动通信系统的卫星总数被减少到66 颗，但仍习惯称为铱星移动通信系统。铱星移动通信系统中，每颗卫星的质量为670 kg左右，功率为1200 W，采取三轴稳定结构，每颗卫星的信道为3480个，服务寿命为5～8年。铱星移动通信系统最大的技术特点是通过卫星与卫星之间的接力来实现全球通信，相当于把地面蜂窝移动电话系统搬到了天上。

基于ADS软件的卫星通信系统仿真平台的搭建

Pr op N AD C c dma P2 Type=NoMultipath Pathlos s =Ye s Env =R u r alAr e a Seed=1234567 Tes t=Ta p1
An tBas e BASE
Gain=30.0 X=120 meter Y=0 meter Height=10 meter
123
Numeric
NumericSink N5 Plot=None Start=0 Stop=1529 ControlSimulation=YES
Demoded_DSSSsignal X4
LPF_ButterworthTimed
TimedSink
L10
Orignal_Signal
Lo s s =0 .0
TimedSink Q Plot = None Start=0 usec Stop=Tstop Cont rolSimulat ion= YES
Port RF_signal Num= 1
RxAntTempK
R16 TempK=150
BPF_ButterworthTimed RxImgFilter Loss=0.0 FCenter=1 GHz PassBandwidth=5 MHz N= 5
关键词：卫星通信；仿真平台；ADS 软件；
中图分类号：TN927
文献标识码：A
Establishing Satellite Communication System Simulation
Platform Based on ADS
Li Xiao-qian,Gong Min,Lin Tao
(1.Institute of the Second Research Academy, CASIC, Beijing 100854, P. R. China) Abstract—the satellite communication interference suppression system simulating platform based on ADS software is proposed. This article establishes the advanced DSSS signal producing and modulating model, transmitter model, receiver model and other models by provided basic ADS models; exploits the new ADS interference producing model and cross relation model compiled by MATLAB; simulates the whole satellite links by ADS soft ware with the single tone interference. ADS software simulation results show that the platform can simulate the whole satellite links , effectively analyze the performance of satellite communication system interfered by single tone and realize the purpose of reducing the cost of experiments, shortening the development cycle, and saving the hardware resource. Keyword: the satellite communication; ADS software; simulating platform

卫星通信系统级仿真方法

卫星通信系统级仿真方法卫星通信系统是现代通信网络中至关重要的一部分，它能够提供全球范围内的通信覆盖。

为了确保卫星通信系统的高效运行，需要对其进行系统级仿真，以评估其性能、优化设计和预测系统行为。

卫星通信系统级仿真方法涉及多个方面，包括卫星轨道设计、射频链路分析、地面站布局和网络规划等。

在进行系统级仿真时，需要考虑以下几个关键因素：1. 卫星轨道设计，卫星轨道对通信系统的覆盖范围和性能有着重要影响。

通过仿真分析不同轨道参数的影响，可以优化卫星轨道设计，以实现更好的通信覆盖和服务质量。

2. 射频链路分析，射频链路是卫星通信系统中至关重要的一环，影响着通信质量和数据传输速率。

通过仿真分析射频链路的性能指标，可以优化天线设计、功率分配和频谱利用，以提高通信系统的性能。

3. 地面站布局，地面站的布局对卫星通信系统的覆盖范围和服务质量有着重要影响。

通过仿真分析不同地面站布局方案的优劣，可以选择最佳的地面站位置和数量，以实现最佳的通信覆盖和容量。

4. 网络规划，卫星通信系统的网络规划涉及到多个卫星和地面站之间的通信连接，需要进行仿真分析以评估网络的可靠性、容量和延迟等性能指标，以优化网络设计和规划。

在进行卫星通信系统级仿真时，通常会采用计算机辅助设计（CAD）工具和仿真软件，如MATLAB、Simulink等，以建立系统模型、进行仿真计算和分析。

通过系统级仿真，可以全面评估卫星通信系统的性能，优化设计方案，提前预测系统行为，从而提高系统的可靠性、效率和服务质量。

总之，卫星通信系统级仿真方法是确保卫星通信系统高效运行的重要手段，它能够帮助工程师和设计人员全面评估系统性能，优化设计方案，提高系统的可靠性和服务质量。

随着通信技术的不断发展，卫星通信系统级仿真方法也将不断完善和提升，为卫星通信系统的发展注入新的活力。

LEO卫星通信系统中信道分配策略仿真

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｎｏｓａｍｐｒｎａｔｏｂｌｎｇｍｅｔｉＥＯａｅｌｅｃｍｍｕｉａｉｎｓｓｅＨａｄｆｉｎｉｏｔｔｐｒｆｍｏｉｍａａｅｎｎＬａｅｓｔｌｔｏｉｎｃｔｙｔｍ．Ｇｎｒｌｏｅｅａｌｙ
０ｏＯｓｓｅｆＬｙｔｍ．Ｃｈｎｅｌａｉｎｓｒｔｇｆｈｎｏｎｅｏｄｔｎｆｍｕｔ —ｓｒｉｅｉＯｓｔｌｔｏｌ－ＥａｎｌｏｔｔａｅｙｏａｄｆｕｄｒｃｎｉｏｓｏｌｌａｃｏｉｉｅｃｎＬａｅｉｃｍｎｕｖＥｅｎｃｔｎｓｓｅｉｔｄｅｈｓｐｐｒＢｓｄｏｈｈｒｃｅｓｏａａ—ｓｒｉｅａｄｖｉｅ—ｓｒｉｅａｎｅａｅｅｉａｉｙｔｍｓｓｉｄｉｔｉａｅ．ａｅｎｔｅｃａａｔｒｄｔｏｕｎｆｅｃｏｃｖｎｅｖｃ．ｎｉｔｇｔｄｒ－ｒｓｒｉｇｇａｄｃａｎｌｗｔｒｅｔｅｐｏｔｈｎｅｌａｉｎｓｒｔｇｕｔｂｅｆｒＬＯｔｌｔｏｅｎｒｈｎｅｉｐｅｍｐｉｒｒｙｃａｎｌａｏｔｔｅｓｉｌｏｖｕｈｖｉｉｌｃｏａｙａＥａｓｅｌｅｃｍｍｕｉａｉｎｉｎｃｔｏｓｓｅｉｒｐｓｄＡｉｌｎｆｃｉｅｍｏｅａｄｆｓｓｔｕ．ｈｏｇｉｌｔｎ，ｈｓｎｗｔｔｇｓｃｒ－ｙｔｍｓｐｏｏｅ．ｓｍｐｅａｄｅｅｔｄｌｏｈｖｆｎｏｉｅｐＴｒｕｈｓｍｕａｉｔｉｅｓｒｅｉｏｏａｙｎｐｒｄｗｔｈｔｏｕｅｒｓｒｉｇａｎｍｂｒｏｈｎｅｓＴｅｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｏｓｔａｅｎｗｓｒｔｇａｒｖｄａｅｉｔａｐｒｅｅｎｕｅｆｃａｎｌ．ｈｉｌｔｅｕｔｈｗｔｅｔｅｃｌｐｏｉｅｈｆｖｏｈｔｈａｙｌｌｗｅｌｋｎｒｂｉｔｒｎｗｏｃａｌｄｌｗｒｆｒｅｅｍｉａｉｎｐｏａｉｔｒｏｇｉｇｖｉｅｃｌ，ｔｔｅｏｒｂｏｉｇｐｏａｌｙｆｅｖｉｅｃｌａｏｅｏｃｄｔｒｎｔｒｂｌｙｆｎｏｎｏｃａｌａｃｂｉｏｓｎｏｂｉｏｓｈｃｓｏｉｌｎｒａｅｏｖｒｅｔｎｍｉｓｏｅａｒｄｔａｌ．ｏｔｆｌｔｉｃｅａｅａｒｓｓｉｎｄｌｙｆａａｃｓｔｅｓｆｇａｏｌ

基于MIMO的通信系统仿真与分析研究

仿真工具介绍
性能评估指标
衡量系统在给定频谱资源下传输数据的能力，包括频谱效率/频谱利用率。
频谱效率
容量
误码率/错误率
鲁棒性
衡量系统在特定信道条件下的最大传输速率，包括空间信道容量、自由度容量等。
衡量系统传输数据的错误率，包括硬错误率、软错误率等。
衡量系统在信道条件变化下的性能表现，包括信道估计误差、干扰等对系统性能的影响。
基于MIMO的通信系统仿真实验与结果分析
06
总结词
本实验主要研究了在不同信道模型下，MIMO系统的性能变化。
详细描述
首先，我们选择了三种典型的信道模型，包括Rayleigh、Rician和Log-normal模型。在每个模型下，我们通过仿真生成了大量的信道矩阵，并利用这些矩阵进行MIMO系统的调制和解调。通过对比各个模型下的误码率和频谱效率，我们发现Rayleigh模型下的性能表现最为优秀，其次是Rician模型，最后是Log-normal模型。这一结果表明，信道模型的选取对MIMO系统的性能有着重要影响。
03
确定仿真目标和参数
明确要研究的MIMO通信系统的性能指标和参数范围。
开始仿真
运行仿真模型，收集仿真数据。
建立仿真模型
根据MIMO通信系统的原理和模型，建立相应的仿真模型。
数据分析与处理
对仿真数据进行处理和分析，提取有用的信息。
配置仿真环境
设置仿真工具的相关参数，如仿真时间、信道模型等。
结果可视化
在城市高楼大厦的环境中，空间复用技术能够更好地利用空间资源，提高无线通信系统的性能。
多用户MIMO技术是一种利用多天线技术提高系统容量的方法，允许多个用户在同一时间和频率上同时通信。
通过多用户MIMO技术，可以增加系统容量和频谱效率，同时减少用户之间的干扰。

通信系统仿真原理与无线应用

通信系统仿真原理与无线应用一、引言通信系统仿真是指使用计算机模拟和分析通信系统的运行和性能。

无线通信作为一种重要的通信方式，广泛应用于各个领域。

本文将对通信系统仿真原理以及无线应用进行介绍和讨论。

二、通信系统仿真原理通信系统仿真是通过计算机对通信系统进行模拟和分析，以评估系统的性能和优化设计。

通信系统仿真主要包括以下几个步骤：1. 系统建模：首先需要将通信系统抽象成数学模型。

模型的建立需要考虑系统的结构、信号的传输特性以及各个组件的工作原理等因素。

2. 信号生成：通过随机过程或特定信号源生成符合实际通信环境的信号。

这些信号可以是声音、图像、视频等。

3. 信道建模：通信系统仿真需要考虑信道的影响。

信道建模可以采用统计模型或基于物理特性的模型，以模拟真实的信道传输特性。

4. 传输过程模拟：通过模拟信号在通信系统中的传输过程，包括编码、调制、解调、信道编码等环节，以及信号的干扰、衰落等现象。

5. 性能评估：通过仿真实验，评估通信系统的性能指标，如误码率、信噪比、传输速率等。

可以通过改变系统参数，优化系统设计。

6. 结果分析：对仿真结果进行分析，得出结论并提出改进建议。

可以通过比较不同方案的性能，选择最优的方案。

三、无线应用无线通信作为一种重要的通信方式，广泛应用于各个领域。

以下是几个典型的无线应用场景：1. 移动通信：移动通信是无线通信的典型应用之一，包括手机通信、无线局域网、蓝牙等。

移动通信不受时间和空间的限制，可以实现随时随地的通信。

2. 无线传感网络：无线传感网络是由大量分布式传感器节点组成的网络。

这些节点可以实时采集环境信息，并将数据传输到中心节点进行处理和分析。

无线传感网络广泛应用于环境监测、物联网等领域。

3. 卫星通信：卫星通信是通过卫星中继信号进行通信的方式。

卫星通信可以实现广域覆盖，适用于远距离通信、偏远地区通信等场景。

4. 無線射頻辨識（RFID）：RFID技术是一种通过无线电信号自动识别目标的技术。

信道仿真器原理及在移动通信测试中的典型应用

信道模型：信道仿真器能够模拟的信道模型，如自由空间、多径信道等
Part Two
信道仿真器在移动通信测试中的应用真实环境：信道仿真器可以模拟真实环境中的信道特性，为移动通信测试提供更接近实际的测试环境。提高测试效率：信道仿真器可以快速生成各种信道条件，提高测试效率，减少测试时间。
优势：能够模拟真实信道环境，提高测试准确性
优势：支持多种通信标准和协议，满足不同测试需求
挑战：需要大量的计算资源和时间，对硬件要求高
挑战：需要专业的技术人员进行设置和维护，对操作人员要求高
Part Three
信道仿真器的未来发展
信道仿真器技术发展趋势
更高精度的仿真：提高信道模型的准确性和仿真结果的可靠性
信道仿真器是一种模拟无线通信信道环境
的设备
工作原理：通过模拟无线信道中的各种参数，如频率、功率、延迟等，来模拟无线信
道环境
应用：在移动通信测试中，信道仿真器可以用来模拟各种无线信道环境，以便于测试移动通信设
备的性能
特点：信道仿真器可以模拟各种复杂的无线信道环境，包括多径、衰落、干扰等。
更广泛的应用领域：从移动通信扩展到其他无线通信领域，如卫星通信、物联网等
更智能的仿真：引入人工智能技术，提高仿真效率和智能化程度更开放的平台：提供开放的API和SDK，方便用户进行二次开发和定制化应用
信道仿真器在移动通信测试中的未来应用前景
物联网技术的发展：信道仿真器在物联网测试中的需求不断增加
降低测试成本：信道仿真器可以减少对真实环境的依赖，降低测试成本。
提高测试准确性：信道仿真器可以精确控制信道条件，提高测试准确性。

NC-OFDM卫星通信方法及系统仿真

NC-OFDM卫星通信方法及系统仿真
王勇;赵青松;王迪;王磊
【期刊名称】《计算机仿真》
【年(卷),期】2022(39)7
【摘要】为了提高卫星通信的频谱利用效率,提出基于认知无线电的非连续正交频分复用(Non-continuous Orthogonal Frequency Division Multiplexing,NC-OFDM)卫星通信方法,研究了NC-OFDM子载波分配方法、系统建模仿真和对授权用户的干扰分析。

基于频谱感知的子载波分配方法实现了NC-OFDM卫星通信系统对频谱空洞的有效利用,系统仿真结果和干扰分析表明,NC-OFDM卫星通信能够提高频谱利用率,并且在采用频谱感知和自适应信道接入技术的条件下,NC-OFDM卫星通信系统能够与授权用户实现频谱兼容。

【总页数】5页(P60-63)
【作者】王勇;赵青松;王迪;王磊
【作者单位】国防科技大学电子对抗学院;电子制约技术安徽省重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN927.2
【相关文献】
1.认知无线电NC-OFDM系统中基于压缩感知的信道估计新方法
2.载波干涉降低NC-OFDM系统峰均功率比的方法
3.NC-OFDM系统性能的仿真分析
4.基于非线
性缩放技术的NC-OFDM系统峰均比抑制方法5.基于改进NC-OFDM算法的仿真设计与分析
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基于STK的MEO卫星通信系统的仿真与覆盖分析

基于STK的MEO卫星通信系统的仿真与覆盖分析吴昊;王宇【摘要】基于对中轨卫星通信系统星座覆盖性能进行分析的目的,本文利用STK建立了两种典型的中轨道卫星通信系统星座的仿真模型,通过星座仿真模型分别对其全球覆盖性能和区域覆盖性能进行了仿真分析.仿真结果表明,ICO和Odyssey卫星通信系统星座的全球平均覆盖率均为100%,对北京区域的双星覆盖率均为100%,三星覆盖率分别为87.5%,89.8%,四星覆盖率分别为70.3%,34.2%,五星覆盖率分别为21.1%,3.1%.在全球覆盖性能方面,ICO星座和Odyssey星座均具有良好的覆盖性能;在区域覆盖性能方面,前者的多星覆盖性能远优于后者.%Based on the analysis of the constellation coverage performance of the satellite communication system,this paper uses STK to set up two constellation simulation models of the typical satellite communication system. Then the simulation and analysis of their global and regional coverage performance are carried out.The simulation results show that the global coverage rate of ICO and Odyssey are 100%. In Beijing region,the double-satellite coverage rate for is 100%,and the triple-satellite coverage rates are 87.5%and89.8%,and the four-satellite coverage rates are 70.3%and 34.2%,and the five-satellite coverage rates are 21.1% and 3.1%. The ICO has fine global coverage performance with Odyssey and its multiple coverage performance is even better than that of Odyssey in Beijing region.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)022【总页数】5页(P120-123,127)【关键词】中轨卫星通信系统;STK;星座;覆盖性能【作者】吴昊;王宇【作者单位】中国空间技术研究院西安分院陕西西安710100;中国空间技术研究院西安分院陕西西安710100【正文语种】中文【中图分类】TN927+.23利用中轨道（MEO）卫星提供全球移动通信[1]的优点在于：相比于GEO卫星，MEO卫星的传输损耗较小，对手持机和星载天线的要求也相应较低，研制难度与LEO卫星大致相当，其传播时延也大约为GEO卫星的四分之一。

卫星通信信道链路参数计算与模拟

综合课程设计卫星通信信道链路参数计算与模拟：学号：一、课程设计容及基本参数1、设计目的近年来互联网和移动通信飞速发展，使得网络终端用户数量不断扩大、新业务不断增加，这对通信技术的发展提出了新的挑战。

卫星通信系统以其全球覆盖性、固定的广播能力、按需灵活分配带宽以及支持移动终端等优点，逐渐成为一种向全球用户提供互联网络和移动通信网络服务的补充方案。

本学期我们学习了《微波与卫星通信技术》这门课程，对于卫星通信技术有了基本的了解。

本课程设计基于已学的的基本理论，对卫星通信信道链路参数进行计算和模拟，从而掌握卫星通信信道链路参数计算的基本方法，了解影响卫星通信信道性能的因素。

同时熟悉Matlab 编程仿真过程，利于今后的学习和研究。

2、基本参数列表表1 根据学号得到的系统参数3、涉及公式1） ITU 法计算雨衰值：),()(βαp p R L R K A =(dB) (1) 其中，p R 为降雨率，单位为mm/h ，β为仰角，可以通过以下经验公式获得 0779.041.1-⨯=f α (255.0≤≤f ) (2)42.251021.4f K ⨯⨯=- (549.0≤≤f ) (3)上式中频率f 的计算单位为GHz 。

雨衰距离：14766.03]sin )108.1232.0(1041.7[),(---⨯-+⨯=ββp pp R R R L (km) (4)2)ITU 法计算氧、水蒸气分子吸收损耗值：氧分子损耗率，对于57GHZ 以下的频段，可以按下式近似计算3230226.09 4.81[7.1910]100.227(57) 1.50f f f γ--=⨯++⋅⋅+-+(dB/km) (5) 对流层氧气的等效高度0h 和水蒸气的等效高度可分别按如下公式确定：06(57)h kmf GHz =<因此，对于氧分子的吸收损耗为： 002h R O γ= (dB) (6) 水蒸气分子损耗率与频率和水蒸气密度)/(3m g p w 有关，对于350GHz 以下频段，都可以用下式计算（dB/km)： 242223.610.68.9[0.050.0021]10(22.7)8.5(183.3)9.0(325.4)26.3w w w p f p f f f γ-=++++⋅⋅⋅-+-+-+ (7) 对流层水蒸气等效高度w h 可按如下公式确定： ]4)4.325(5.26)3.183(0.55)2.22(0.31[2220+-++-++-+=f f f h h w w (km) (350f GHz <) (8)其中，0w h 取2.1km 。

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