【低轨卫星（LEO） 通信系统介绍概述1900字】

低轨卫星（LEO）通信系统介绍概述目录TOC\o"1-3"\h\u29695低轨卫星（LEO）通信系统介绍概述 1306481.1卫星通信信道 1299641.2陆地移动卫星信道模型 2114011.3自由空间传播损耗 3237711.4多普勒频移 3225201.5传输时延 4低轨(LEO)卫星移动通讯网络系统主要由卫星星座、关口地站、网络系统核心、网络控制中枢,以及应用单位等所构成。下图中给出了地球低轨卫星移动系统的最基本构造[ADDINCNKISM.Ref.{34897BB274EE42b8A3D5BFAC5109FAC3}[5]图SEQ图\*ARABIC1低轨卫星系统示意图1.1卫星通信信道与地面移动通信系统相比，低轨卫星通信系统在通信过程中，信号会发生反射、衍射或散射等物理现象。此外，由于多普勒效应的存在，接收到的信号与原信号相比会发生改变。电磁波在理想真空传播时，电磁波进入该环境不会受到干扰，可以看作为自由空间传播，在自由空间中传播只会因为自身的传输导致能量消耗，而卫星距离地面较远，因此长距离传输产生的自由空间损耗会一定程度的降低信号的功率。ADDINCNKISM.Ref.{54F73BE130D24e51B29A382A6925B5D3}[7]综上所述，我们可以将低轨卫星传输信道看成是一个传输能量随时间和空间不断变化的复杂模型。卫星信道较为复杂，在传输信号过程中会受很多因素影响，下面来进一步说明。1.2陆地移动卫星信道模型由于要适应不同种类的信道，所以可以将信道模型分为两类，一类是适用于描述平稳信道的单状态模型，另一类是描述时变信道的多状态模型。其次由于低轨卫星信道具有高动态性的特点，所以低轨卫星通信系统更适合用多状态模型来描述，这样可以更好的去表述低轨卫星信道的传输特点。为了更好的对后续关键技术进行性能仿真评估，本文采用卫星数字多媒体广播系统中的三种衰落信道来分别表示LMS信道模型的三种信道状态统中的三种衰落信道来分别表示LMS信道模型的三种信道状态ADDINCNKISM.Ref.{783CF9CC3A4642e293E5049B7B7D273B}[12]，具体参数如表1、表2、表3所示。表SEQ表\*ARABIC1LOS信道模型（2径Rician信道）ADDINCNKISM.Ref.{F77CB82923B64436A97B1F665624B1EB}[13]直射路径带有少量散射径时延/ns衰减/dBm莱斯因子/dB0-91.810130.2-110.0-inf表SEQ表\*ARABIC2LOS信道模型（7径Rician信道）ADDINCNKISM.Ref.{F77CB82923B64436A97B1F665624B1EB}[13]直射路径带有多条散射径时延/ns衰减/dBm莱斯因子/dB0-91.97195.3-106.3-inf260.4-110.1-inf846.3-112.5-inf1171.9-110.2-inf1953.1-112.5-inf2734.3-112.5-inf表SEQ表\*ARABIC3NLOS信道模型（4径Rayleign信道）ADDINCNKISM.Ref.{F77CB82923B64436A97B1F665624B1EB}[13]只有多径没有直射路径时延/ns衰减/dBm莱斯因子/dB0-108.5-inf195.3-110.9-inf260.4-106.6-inf390.6-109.3-inf1.3自由空间传播损耗当传输条件确定为在理想状态下的真空条件时,则电磁波进入对该条件并没有任何限制,所以称为自由空间传输,在此环境中电波只会因为自身的传输而导致能量有所消耗。因为卫星离地较远,通过远距离传播产生的自由空间传播损失会很大地减小通信功率。自由空间传播损耗L定义：其中Pt，Pr，分别表示发射功率和接受功率。根据自由空间损耗模型我们可以得到PGr和G可得到：F(MHz)则代表运行频率,由公式可得,自由空间传送损耗主要取决于运行频段和传送时间这二项。1.4多普勒频移对于卫星通信而言，无论是卫星还是用户，都会因为运动速度较快而产生较为明显的多普勒效应，即因为二者之间的运动速度差异而导致二者之间的通信信号频率会发生移位，产生偏差。这部分偏差数值将之称为多普勒频移。在卫星通信系统中多普勒频移可以由下式表示其中，θ，v，f从定义可知，发送与接收频率发生多普勒频移的原因在于二者的快速相对运动导致。对于卫星通信而言，按照上述关系中分析多普勒频移的产生需要从两方面来考虑，一方面可能由于高速运动的卫星而导致较大的多普勒频移，另一方面陆地设施运动较快也会导致产生多普勒频移，例如飞机等。对于静止轨道卫星，卫星与地球相对静止，因此多普勒频移多来自于用户运动产生。对于低轨卫星系统，卫星运行速度远大于用户运动速度，前者的高速运动往往会带来主要的多普勒频移。由于卫星运动速度较快，多普勒频移值会存在较大的波动，该多普勒频移值由多种参数共同来决定，比如地心角、终端位置等参数。具体可通过下式来计算其中，参数R,h,γ,β分别为地球半径，卫星轨道高度，通信仰角以及用户终端纬度。开普勒常数μ=398601.58∗1.5传输时延由3GPP标准可知，陆地LTE移动通信系统所支持最大小区半径为100kmADDINCNKISM.Ref.{783CF9CC3A4642e293E5049B7B7D273B}[12]，对于5G移动通信系统，前导序列持续时间较LTE通信系统进一步延长，通过计算可知5G陆地移动通信系统所能支持的最大小区半径为143km，边缘用户传输时延为0.9533ms。对于卫星通信而言，其距离地球的高度均远远大于陆地最大小区半径，传输距离较远，范围较广。在我国的鸿雁低轨通信卫星中，该卫星系统的轨道高度约为1100千米，传输时的最小时延约为3.67ms。ADDINCNKISM.Ref.{783CF9CC3A