信息技术的迅猛发展使得用户对卫星通信需求日益增长,为解决可利用频带资源紧缺问题,Ka频段逐渐成为当下研究热点。然而,Ka频段传输信号易受无线传播环境的影响,此外低轨卫星高速移动性加剧了传输信道的时变性,增强了传播环境的复杂性进而造成传输信号的衰减。因此,为了提高低轨卫星通信系统的有效性和可靠性,本文设计了Ka频段低轨卫星中的调制编码方案。研究内容如下:Ka频段低轨卫星中的自适应信息传输方案:针对降雨以及地面环境导低轨卫星通信系统误码率高的问题,结合考虑低轨卫星高速移动性,提出了一种自适应信息传输方案。首先,建立一个综合考虑雨衰和地面阴影程度的两状态Ka频段低轨卫星信道模型;然后,在每种状态模型下,根据低轨卫星移动轨迹推导计算得到不同卫星仰角下的雨衰分布参数值,确定信道状态信息;最后,根据已确定的信道状态信息,通过自适应调制编码选择算法选择最佳调制编码方式,以提高空间信息传输的可靠性。仿真结果表明,所提出的Ka频段自适应信息传输方案有效地解决了因降雨、地面传输环境以及卫星移动性三方面因素导致信号严重衰减的问题,大大提高了Ka频段低轨卫星通信信号的传输质量。基于功率动态分配的调制编码选择方案:针对地面用户数量激增导致多波束低轨卫星通信系统吞吐量低的问题,结合考虑低轨卫星高速移动性,提出了一种基于功率动态分配的调制编码选择方案。首先,建立一个综合考虑雨衰和卫星仰角变化的信道模型;其次,在满足卫星总发射功率和系统目标误码率的约束条件下建立系统吞吐量最大化的目标函数;然后,根据已建立的目标函数,利用粒子群算法在不同信道状态下对波束功率进行动态分配;最后,根据分配到的发射功率计算信道信噪比,再根据计算得到的信噪比选择合适的调制编码方式,从而实现系统吞吐量最大化。仿真结果表明,卫星仰角越低,卫星通信系统吞吐量越低。同时,与传统调制编码选择方案相比,所提出的调制编码选择方案在保证系统可靠性的基础上,有效地提升了系统吞吐量。