[科普中国]-卫星移动信道

传输特点

包括固定站通信信道特点及特殊的信道传输特点。其特殊信道特点是：随时间变化的多径传输和多径衰落使接收波形的频谱、相位和幅度发生变化，加上高大建筑物引起的“阴影效应”，使信号传输较为复杂。

卫星转发来的信号，经过电离层、对流层到达移动终端。移动终端接收到的信号包括三部分：即直视成分L、地面反射成分S和邻近物体的散射成分d1(多径传输部分)。为了保证信号传输性能不受影响，必须克服信道中的衰落效应、多径传输衰落和阴影效应。

当没有阴影时，直视成分未被障碍物阻挡，多径信号附加在直视信号上，整个移动用户接收到的信号衰落幅度变化服从莱斯随机分布；当出现阴影时，直视成分被阻挡，此时仅有多径传输，其接收到的信号衰落幅度变化服从瑞利或对数正态分布。根据有无阴影效应和终端的运动性，LMSS信道衰落过程是在莱斯衰落和瑞利或对数正态分布衰落过程两者之间交换的。相应地，把接收终端所处的性能状态分为好信道状态和差信道状态，且两状态之间的交替转换是服从马尔可夫过程。1

组成由卫星、关口站、基站、网络控制中心和移动站组成。在系统中，除移动站与卫星之间链路采用L频段外，卫星与关口站、基站、网络控制中心之间都采用Ku频段(14/12GHz)。由于采用多波束技术和双重频段，从一个Ku频段波束可以接入每一个L频段波束，反之亦然，简化了卫星的路由选择。

既可服务于公众通信，又可服务于专用通信。关口站通过有线环路与本地局相连，移动用户和固定用户之间的通信通过网络控制中心分配的射频信道与关口站、本地局互连之后进行。为了建立连接，移动用户先拨固定用户的电话号码，与此同时也提供了它自己的号码，网络控制中心根据号码给移动用户分配一个L频段信道，给离固定用户最近的那个关口站分配一个Ku频段信道，接着就是正常的电话信令过程，建立呼叫。固定用户呼叫移动用户的过程与上面类似。网络控制中心除分配信道外，还要进行呼叫记录，以便计费。1

分类海事卫星移动通信系筒信道海事卫星通信系统中，船站接收到的信号由海面反射波与直接波构成的多径信号组成。反射波由两部分组成：相干分量(镜面反射)和非相干分量(漫反射)。相干分量由平静的镜面一样的海面反射产生，其相位与直接波相关；非相干分量由海面上统计独立的大量的反射点产生，其相位随海面运动随机变化。镜面反射分量在海面平静少波浪时占主导地位，漫反射分量在粗糙海面时作用增强。

在目前的海事通信系统中，由于仰角一般都大于10°，而且海面一般也足够粗糙，所以不存在明显的镜面分量。

当船站以低仰角工作时，如低于5°，漫反射分量严重影响直接波传输。海面粗糙程度影响漫反射分量的大小，但漫反射分量的作用更严重的受天线仰角和波束宽度的影响。大船一般采用高方向性天线，小船则使用简易天线，波束宽度角宽。因此，小船会接收到更多的漫反射分量。仰角5°时，接收信号99%的时间的典型衰落深度为：天线增益为20 dBi 时，4．5～6 5dB．天线增益为10 dBi 时．8～10．5 dB。2

航空卫星移动通信系统信道目前航空卫星移动通信系统是由静止卫星提供的。航空卫星移动通信的传播效应与固定业务或其他卫星移动通信业务有所不同。原因是飞机使用小型天线，机体会影响天线的性能；飞机速度高，有多普勒频移；飞机由于速度、工作范围等因素，能产生显著的短期传播效应；可以在低仰角传播路径的全球范围内工作。

飞机接收信号可用下式表示

r(t)=z(t)+g(t)+d(t)+n(t)

在L波段，由于表面的粗糙多数时间可忽略镜面反射分量。在陆地上飞行和在海面上飞行时，漫反射情况不同，因为陆地不如水面反射强。一般认为其接收信号由受大气影响的直接波和含有大量漫射含量的反射波组成，合成信号服从Rician分布。

在航空卫星移动通信系统中，由于飞机的速度和高度比其他移动站大得多，所以，由表面反射引起媳多径衰落不同于其他卫星移动系统。陆地和海事系统的直接波和反射波之间没有传播延迟，引起接收信号幅度和相位的瞬时变化。在航空卫星移动通信系统中，海面漫反射波相对于直接分量有较大的传播延迟。事实上漫反射分量之间也有轻微的延迟，但对于航空卫星通信典型数据率而言可以忽略。2