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Ku频段卫星通信链路特性分析

刘义  
【摘要】: 随着宽带业务特别是由因特网带动的宽带多媒体业务需求的增长,卫星通信已经成为全球无缝隙通信的重要组成部分。然而,在卫星通信中,电波在空间传输时要受到很多因素的影响,如大气吸收、对流层闪烁、雨、雪等都会导致不同程度的衰减,其中雨介质对信号的衰减是比较严重的一个因素。特别是对于Ku频段(14/12GHz)以上的卫星系统,由于所使用的频率较高,降雨对信号的衰减更为严重,是影响卫星通信系统有效性与可靠性的主要因素。因此,研究Ku频段降雨引起的衰减对于Ku频段的卫星通信系统的总体设计有重要的意义。 由于降雨特性与雨衰具有较强的地域性,不同的地貌、不同的气候均有很大的差异,因此,为了得到精确的降雨衰减特性,必须在各地进行长期的测量。在各种测量方法中,采用接收卫星信号的方法可以实现更高精度的测量。目前国内这方面的研究工作开展的很少,而且与发达国家相比还有很大差距,因此有必要开展这方面的研究工作。 论文首先介绍了卫星通信的发展现状,影响卫星链路的因素以及应对降雨衰减的补偿方法。为了更好的研究降雨对卫星链路传输质量的影响,进行卫星信号的长期观测是必要的,研究信号的长期以及短时间间隔的变化特性,通过实验掌握雨衰的变化规律从而实现对雨衰的有效补偿。为了研究卫星通信链路特性,设计和实现了Ku频段卫星链路传输特性自动观测系统,该系统利用GPIB(General Purpose Interface Bus)接口技术,替代传统的人工测量方式实现了计算机对测量仪器的操作和控制,减小了人为因素造成的测试测量误差,同时,通过编制测试测量程序,实现了自动测试,提高了测试测量的效率和准确度。该测试软件具有较高的自动化水平,可实现数据的连续长时间、短时间间隔(1秒)的自动观测。然后对利用本系统接收到的数据进行了处理和分析,验证了ITU-R降雨衰减预测方法的有效性。


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