【摘要】：隨著移動(dòng)衛(wèi)星通信向?qū)拵Щ姆较虬l(fā)展,人們對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求呈爆炸性增長(zhǎng),多波束聯(lián)合預(yù)編碼技術(shù)也受到了航空航天界和科研學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注,該技術(shù)不僅能解決波束間的同頻干擾問(wèn)題,還能克服時(shí)變衛(wèi)星信道導(dǎo)致的信號(hào)衰落問(wèn)題,從而大幅提升系統(tǒng)傳輸效率和服務(wù)質(zhì)量,是綠色寬帶衛(wèi)星通信研究的新方向。然而,現(xiàn)有研究工作都假定發(fā)送端能夠獲得精確的信道狀態(tài)信息,卻忽略了實(shí)際移動(dòng)衛(wèi)星通信中信道估計(jì)誤差和反饋延遲的影響,極大地限制了預(yù)編碼技術(shù)的應(yīng)用。因此,如何解決上述問(wèn)題,突破傳統(tǒng)方法的局限,并運(yùn)用相應(yīng)優(yōu)化方法來(lái)提升系統(tǒng)傳輸速率,已成為一個(gè)極其重要的研究方向,具有很高的研究?jī)r(jià)值。因此,本文在陰影-萊斯信道環(huán)境下,著重研究了多波束移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的預(yù)編碼問(wèn)題。首先,詳細(xì)研究了多波束移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)模型。這里主要從鏈路傳輸特性、信道統(tǒng)計(jì)模型和前向鏈路模型三方面進(jìn)行研究。首先,介紹了多徑和陰影效應(yīng)等鏈路傳輸特性;隨后,在傳統(tǒng)移動(dòng)通信信道模型的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究了萊斯陰影等經(jīng)典衛(wèi)星信道統(tǒng)計(jì)模型;最終,著重研究了系統(tǒng)前向鏈路模型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),并仿真分析了前向鏈路信道容量性能,為后續(xù)章節(jié)算法的研究搭建了仿真平臺(tái)。接著,本文介紹了經(jīng)典預(yù)編碼方法的基礎(chǔ)理論。首先對(duì)預(yù)編碼的實(shí)施原理和技術(shù)分類進(jìn)行了總體概述。其次,根據(jù)發(fā)射端對(duì)信號(hào)預(yù)處理的不同,分別研究了非線性和線性兩類預(yù)編碼方法。最終,分別在陸地和衛(wèi)星移動(dòng)通信環(huán)境下,從系統(tǒng)和速率、誤碼率兩性能指標(biāo)出發(fā),仿真對(duì)比了各種算法的性能差異,并驗(yàn)證了萊斯系數(shù)隔離度等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。最后,著重了研究多波束移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)預(yù)編碼技術(shù)。針對(duì)現(xiàn)有預(yù)編碼方法存在的信道信息反饋延遲問(wèn)題,在陰影萊斯模型基礎(chǔ)上,提出了一種基于開(kāi)環(huán)信道估計(jì)的預(yù)編碼方法,衛(wèi)星端利用開(kāi)環(huán)獲取的部分信道信息實(shí)現(xiàn)多波束聯(lián)合預(yù)編碼,并導(dǎo)出了系統(tǒng)傳輸速率的閉合解析式。隨后,為進(jìn)一步消除波束間同頻干擾和時(shí)變信道傳輸損耗,在系統(tǒng)總功率約束下,本文提出了最優(yōu)功率分配算法。此外,為克服強(qiáng)干擾環(huán)境下系統(tǒng)性能惡化問(wèn)題,提出了一種混合預(yù)編碼方法,衛(wèi)星發(fā)射機(jī)依據(jù)開(kāi)環(huán)獲得的慢時(shí)變用戶位置信道信息和信道統(tǒng)計(jì)量信息,自適應(yīng)地選擇預(yù)編碼或頻率復(fù)用方法。最終,仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的干擾抑制方法相比,所提方法不僅實(shí)現(xiàn)了更優(yōu)的系統(tǒng)性能,還克服了傳統(tǒng)方法的應(yīng)用局限性。
【學(xué)位授予單位】：南昌航空大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN927.2

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