衛(wèi)星移動通信中運用協(xié)作通信技術范文

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摘要：

衛(wèi)星移動通信自逐漸發(fā)展以來，便因其覆蓋范圍廣、地域限制弱、信號容量大等特點被廣泛應用于通信網(wǎng)絡當中，成為全球通信網(wǎng)絡中不可或缺的有效信息傳輸手段之一，在軍用領域和民用領域發(fā)揮著重要作用。但由于衛(wèi)星移動通信的信道受多徑效應、陰影效應以及多普勒效應的影響，嚴重的影響信號傳輸?shù)挠行裕虼吮仨毑捎孟嚓P的通信技術克服這一問題。協(xié)作通信技術作為提高通信質量的有效手段，因此研究其在衛(wèi)星移動通信中的應用逐漸成為熱門話題。

關鍵詞：

協(xié)作通信技術；衛(wèi)星移動通信；應用

1協(xié)作通信技術

1.1協(xié)作通信技術概述。協(xié)作通信技術是利用不同節(jié)點的相互協(xié)作引入空間分集優(yōu)勢，以此對抗信道中存在的多徑效應、陰影效應、多普勒效應等影響通信質量的不良因素。協(xié)作通信技術各節(jié)點在發(fā)送自己信息的同時業(yè)彼此共享自身存在的資源以協(xié)助其他節(jié)點傳輸信息，最終憑借這種相互協(xié)作的機制形成一種多入、多出的虛擬通信系統(tǒng)，也憑借這種相互協(xié)作的節(jié)點工作模式而形成的良性系統(tǒng)提高系統(tǒng)信息傳輸?shù)母咝约胺€(wěn)定性。

1.2協(xié)作通信技術應用于衛(wèi)星移動通信中的優(yōu)勢。協(xié)作通信技術存在兩大優(yōu)勢，其一是調動并利用網(wǎng)絡中空余資源的存在，其二是對系統(tǒng)信息傳輸產(chǎn)生協(xié)作通信增益。其中協(xié)作通信增益作用對于提升衛(wèi)星移動通信信號傳輸?shù)姆€(wěn)定性和有效性有著至關重要的作用。協(xié)作通信增益作用主要通過空間分集增益、時分分集增益、頻分分集增益三種具體技術實現(xiàn)方式達成抑制信道受不良效應的影響，被譽為下一代通信系統(tǒng)的關鍵技術之一，因此研究協(xié)作通信技術在衛(wèi)星移動通信中的應用是通信技術發(fā)展的重點，也是未來通信技術未來能否實現(xiàn)跨越的關鍵所在。

2衛(wèi)星移動通信

2.1衛(wèi)星移動通信概述。衛(wèi)星移動通信是以地球同步軌道衛(wèi)星或其余軌道衛(wèi)星為基礎，采用衛(wèi)星通信特有的多址信息傳輸方式為全球范圍內的衛(wèi)星移動用戶提供服務。衛(wèi)星移動通信主要由通信衛(wèi)星、地面站、通信終端三部分組成，由通信衛(wèi)星傳遞信號保持地面通信系統(tǒng)與用戶移動終端的通信連結，再通過地面站接收終端發(fā)出的信號以及衛(wèi)星通信反饋回來的信號以此實現(xiàn)不同地域之間衛(wèi)星移動用戶之間的聯(lián)系。目前，衛(wèi)星移動通信已廣泛應用于軍事和民用領域，是21世紀取得的重大科技成果之一。

2.2衛(wèi)星移動通信應用協(xié)作通信技術的必要性。衛(wèi)星移動通信按照應用環(huán)境可分為陸地衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（LMSS）、航空衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（AMSS）和海事衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)（MMSS）；按照衛(wèi)星軌道分類又可分為同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)和非同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)。由于所需衛(wèi)星移動通信的功能和作用各不相同，因而通信衛(wèi)星與通信衛(wèi)星之間存在信號的干擾，加之衛(wèi)星信道本身的不良效應影響，衛(wèi)星移動通信之間若沒有協(xié)作通信技術的連接，不僅浪費了不同通信衛(wèi)星的信息資源，其傳輸信號的穩(wěn)定性和有效性也無法得到充分的保障。因此，加強協(xié)作通信技術在衛(wèi)星移動通信中的應用，是未來移動通信發(fā)展的必然趨勢和要求。

3協(xié)作通信技術在衛(wèi)星移動通信中的應用

3.1衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸技術。衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸系統(tǒng)可以看做是各個節(jié)點之間一對多和多對一系統(tǒng)的集合，在這個節(jié)點組成的集合之間，各個節(jié)點都將參與協(xié)作傳輸。具體協(xié)作模式如下：以通信衛(wèi)星作為源節(jié)點S，以地面站或某個信關站為目的節(jié)點D，以眾多協(xié)作節(jié)點視為R（R可以為一個或多個）。其中，眾多協(xié)作節(jié)點R由于地域的分散性和獨立性，若是直接由通信衛(wèi)星S接收有可能會導致信號接收的差錯性，而經(jīng)過不同的節(jié)點R將信息轉發(fā)到目的節(jié)點D再將這些信息進行合并則可以有效提高目的節(jié)點D的接收性能并極大程度的改善通信衛(wèi)星R的差錯性，使其有更多的鏈路余量來抵抗信道衰弱對信號傳輸?shù)挠绊懀罱K提升衛(wèi)星移動通信信號的質量和有效性。但是，需要注意的是，由于正交傳輸?shù)淖饔茫瑓f(xié)作節(jié)點R的數(shù)量會影響協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率，因此在運用此技術的過程中需要注意節(jié)點個數(shù)的選擇。

3.2衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術。協(xié)作節(jié)點R的數(shù)量會影響協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率的問題，衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術可以根據(jù)協(xié)作節(jié)點的信道強弱來進行區(qū)分和篩選，選擇最合適的協(xié)作節(jié)點R來進行協(xié)作傳輸，即將目的節(jié)點D與協(xié)作節(jié)點R之間一對多的集合調整為一對一或一對有限的節(jié)點R的集合，借此合理利用系統(tǒng)資源，有效改善衛(wèi)星多節(jié)點協(xié)作傳輸系統(tǒng)的頻譜效率性能。同時，通過衛(wèi)星協(xié)作節(jié)點選擇技術可以根據(jù)因地形、建筑物遮擋、傳輸距離等因素導致的協(xié)作節(jié)點信道衰落成都的不同而優(yōu)化不同節(jié)點之間的功率分配，減少不同協(xié)作節(jié)點之間的能耗，延長協(xié)作節(jié)點的使用壽命，從而降低衛(wèi)星移動通信的損耗成本，將更多的資金投入到應用在衛(wèi)星移動通信中的協(xié)作移動通信技術的優(yōu)化和研發(fā)之中，促進衛(wèi)星移動通信技術的發(fā)展。

3.3衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸技術。在衛(wèi)星協(xié)作傳輸系統(tǒng)中，協(xié)作節(jié)點可以采用AF和DF兩種不同的工作模式，這兩種工作模式各有其利弊。AF工作模式不需要協(xié)作節(jié)點進行信息的解調、譯碼等處理，可以有效降低鞋店工作的復雜程度，簡單易行，但也會由于在引入信號的同時放大引入時的噪聲，因此存在噪聲放大效應這一不良影響；DF工作模式會將協(xié)作節(jié)點進行解調、譯碼等處理，確保系統(tǒng)獲得良好的性能，但也由于程序的復雜性，存在錯誤傳播的可能，影響系統(tǒng)的分集效果。因此，將這兩種工作模式進行協(xié)調處理可以實現(xiàn)衛(wèi)星通信技術的最優(yōu)化。衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸技術便是將兩種工作模式進行混合，根據(jù)譯碼情況采用AF或DF方式轉發(fā)源節(jié)點信息并合并檢測，使系統(tǒng)獲得最好的差錯性能，借以提升系統(tǒng)的傳輸能力。此外，或和寫作傳輸技術還可以結合以上提到的兩種技術來進一步改善衛(wèi)星混合協(xié)作傳輸系統(tǒng)的性能。

4結束語

總而言之，加強協(xié)作通信技術在衛(wèi)星移動通信中的應用研究，可以不斷豐富衛(wèi)星移動通信領域的技術成果，為衛(wèi)星移動通信的發(fā)展以及提高衛(wèi)星通信系統(tǒng)信息的傳輸性能提供良好的發(fā)展思路和技術支撐，助力衛(wèi)星移動通信的進一步發(fā)展。本文僅是將協(xié)作通信技術在衛(wèi)星移動通信中的應用思路及方式方法做出了簡單闡述，提出了屬于自己的一些淺顯思考和建議，希望能對后續(xù)的研究者起到一定的啟發(fā)作用，為進一步研究提升協(xié)作通信技術在衛(wèi)星移動通信中的應用提供解決思路。

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作者：劉丹 單位：黑龍江工業(yè)學院