移动多媒体卫星通信系统的若干关键技术分析.docx

电子科技大学博士论文
中文摘要
卫星通信是现代通信技术之~,卫星移动通信是实现全球个人通信的必然组成部分,而多媒体卫星移动通信是当前卫星通信界的研究热点之一。本文根据移动多媒体卫星移动通信系统的关键技术和发展趋势,对移动卫星信道模型建模与仿真方法、移动多媒体卫星通信系统的切换和容量分析、W-CDMA移动卫星通信系统分组调度、全IP卫星移动通信网络等几个方面的内容进行了较深入的研究。
第二章在对卫星移动通信信道传播特性进行分析的基础上,综合目前提出的各种卫星移动信道传播模型,提出了一种新的Lognormal-(简称LR2模型)。从该模型可以推导到其它各种经典的卫星移动信道传播模型,并且具有良好的全波段特性(从UHF到Ka)和实际逼真度。本章给出了LR2模型从UHF到Ka各个波段的仿真效果和参数拟合公式,并且全面分析了与信道模型有关的各种参数如电平通过率(LCR)、平均衰落时长(AFD)、相位分布、误码率、块差错率等等,为信道模型的应用意义作了全面的阐述。
第三章提出了移动通信中慢衰落的双整形方法。在移动通信信道传播特性的研究中,人们发现由于遮蔽引起的慢衰落(slow fading)不仅在概率密度函数(PDF)上表现出对数正态分布的特性,而且其自相关性表现为负指数函数的特性,在上下行信道的慢衰落过程之间还存在着互相关性。在目前的移动通信信道建模中,一般只考虑了慢衰落过程的概率分布特性,而没有仿真出它的功率谱密度(PSD)特点或互功率谱特点。而慢衰落过程的功率谱特性对于功率控制和切换策略的分析和仿真是十分重要的。第三章第一次提出了如何实现慢衰落随机过程的PDF,PSD双整形,从理论上分析了双整形的可行性,并通过仿真验证了理论公式的正确性。
第四章主要讨论低轨卫星,地面综合系统的资源管理策略问题。当有低轨卫星系统支持的时候,地面蜂窝网的呼损和切换性能会有较大的变化。为了分析这种变化,本章不仅建立了地面蜂窝系统的用户移动模型、呼叫阻塞和切换模型,还建立了低轨卫星通信系统的用户移动模型、呼叫阻塞和切换模型,以及星地间切换模型。本章采用了数值分析的方法配合仿真流程,给出了星地综合系统的性能分析和仿真结果。
第五章多媒体低轨移动卫星通信系统是实现全球PCS的重要组成部分。但是由于LEO系统特有的高移动性,其性能与地面移动通信系统有一定差异。本章有如下一些工作。第一,提出了一种基于存储转发模式的低成本全球LEO系统, 可以提供实时或是存储转发方式的数据,话音通信。基于该系统,本章提出了一

电子科技大学博士论文
种接纳控制策略,缓存话音优先接入策略:第二,本章提出了一种近真实的仿真方法,利用航天专用软件将用户移动特性真实地引入网络层仿真中,比较了数值分析、理论系统仿真和实际系统仿真的结果,对LEO卫星系统设计有一定借鉴价值;第三,本章提出了一种理论分析多媒体业务在LEO系统内的容量的方法, 这种数值分析方法考虑了将来以数据为主的业务模式。而在其他文献中一般用仿真方法得到。仿真和数值计算的结果表明该容量分析方法正确。分析结果也说明了本章提出的CAC策略可以满足话音/数据呼叫各自的QoS要求,并给出了星上缓存的容量关系。
第六章首先介绍了各个国际组织和国家有关SW-CDMA(Satellite Wideband CDMA)的研究成果。当前人们普遍希望将移动通信与因特网结合在一起,导致 3G和4G移动通信中的数据业务明显增多。随着人们对高速移动多媒体通信的要求日益增强,人们需求的日益多样化,无线IP QoS将扮演十分重要的作用, 也成为重要的研究目标。由于无线信道特性的时变性和无线资源的有限,无线通
信中的QoS研究大大不同于有线网络,特别是在无线资源在小区间共享的 CDMA蜂窝移动通信系统,无线信道的动态特性对用户QoS的影响更大。本章从这些方面入手,集中研究分组调度策略如何支持用户IP QoS而且充分利用无线资源。本章提出了新的分组调度策略,,应用于基于分组业务的 W-CDMA卫星蜂窝移动通信系统。该策略不仅考虑了传输功率的有效利用,而且支持每个用户的QoS,满足时延和传输率的要求。仿真结果表明该方案可以满足各种业务的要求,提高系统容量。
第七章提出了一种新的军事卫星通信体制。采用IP通信体制构建卫星通信系统是一个新的课题,是卫星通信发展的方向。P技术在军用通信网中的应用很广泛。我们结合国内外卫星IP卫星系统的研究情况说明了卫星IP通信系统的关键技术。然后描述国外在军用卫星IP通信上的新发展,最后提出我们设想的军用卫星IP通信系统的网络结构与协议堆栈。
第八章是全文总结,阐述了论文的创造性工作在本领域内的地位、作用和意
义。
关键词:卫星移动