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卫星通信在军事、海事与抢险救灾等领域有不可取代的地位。随着空间信息技术的发展,简单的卫星通信系统逐渐演变成复杂的空间信息网络。空间信息网络是以卫星为主要信息处理节点、融合了地面系统构建而成的空地立体网络。其不仅要处理传统的语音与低速数据业务,而且要处理如宽带多媒体等高速数据业务。卫星通信具有信号衰减大、延时长、多普勒效应明显与信道衰落情况复杂等特点。在规划空间信息网络时,需要接近真实场景的信道模拟来辅助接收机及相关传输协议设计和评估。若租用实际卫星进行测试仿真,耗时长且价格昂贵。传统的信道模拟器偏重于对点对点无线信号传输进行刻画,对空间信息网络中多链路、高动态拓扑结构的仿真则无能为力。本文设计并实现了一种可用于空间信息网络链路传输特性及动态拓扑变化仿真的可扩展架构信道模拟器。本系统由仿真平台和控制平台构成,控制平台模拟了空间信息网络的运行状态;仿真平台可根据不同应用分别实现了数字基带和模拟中频信号的仿真。本文主要工作如下:(1)设计并实现了一种卫星信道模拟器,不仅能支持空间信息网络链路特性和动态拓扑变化仿真,而且能根据仿真规模增减硬件资源。(2)设计并实现了数字与模拟两套仿真平台。数字仿真平台基于数字基带残留误码模型实现,能支持卫星信道数字基带特性模拟,平台支持8至256个最大数据速率为100Mbps的数字基带信号仿真节点,链路延时最长为1秒。模拟信道模拟器基于Corazza模型实现,能支持卫星信道模拟中频特性仿真,平台支持8~128个最大20MHz带宽的70MHz模拟中频仿真节点,最大多普勒2MHz,最大传播延时2秒。(3)基于Qt/C++设计并实现了信道模拟器系统的控制平台,不仅能用软件方式模拟空间信息网络的运行状态,而且能实时地将这些状态传递至仿真平台,对空间信息网络高动态拓扑结构进行仿真。同时,该控制平台具有友善的用户交互界面,能够使用二维三维动画实时显示空间信息网络的运行状态。综上,本信道模拟器克服了传统信道模拟器偏重于单链路仿真的弱点,可对多链路、高动态拓扑结构的空间信息网络进行仿真。