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在大气的各个层次中,平流层因其独有的性质和特点,使得在其上进行通信具有广阔的发展和应用前景,近年来已经受到了众多专家、学者的广泛关注。平流层通信系统一般是指在平流层空间,用轻于空气的、准静止、常驻空的飞艇作为平台,装载一定有效信息载荷,和各种地面终端设备一起所构成的系统。
通信系统性能的好坏以及所采用的关键技术都将受到系统信道特性的影响,因此,本文主要研究内容之一正是针对平流层通信系统信道的建模;受平流层风的影响,平台处于准静止状态下系统性能的研究是目前平流层通信系统研究的一个热点,在文中我们还重点讨论了准静止状态下,平台偏移对通信系统上行链路容量的影响。
研究信道特性,最好的方法是在实际通信环境下对信道性能进行测试和分析,但实时进行测试和数据采集,对平流层通信平台几乎是不可能实现的,所以我们常用概率分布模型对平流层通信系统信道环境进行模拟:借鉴卫星信道Lutz模型,根据实际信号受阴影遮蔽程度的不同,信道被划分为三种状态,分别满足三种不同的概率密度函数,进而建立了基于Markov链的三状态切换信道模型,这为整个平流层通信系统仿真平台的搭建提供了较为准确的传输特性模拟。
讨论平流层平台准静止状态对系统性能的影响,我们考虑的是采用CDMA技术的HAPS系统。首先,对CDMA单接入技术体制下的HAPS通信系统容量给予了研究,随后分析了平台在风力影响下处于准静止状态时,小角度范围内的平台摆动对系统性能所产生的影响,分析得出平台摆动对系统容量的影响不可忽略。