卫星信道

通信科技术语

指地球站与通信卫星之间的通信路径卫星信道。卫星通信信道是卫星信道与移动通信信道的融合体。卫星通信信道的传输特性是可用频带非常宽，带宽要求较低，同时卫星信道的近乎缺点的其他传输特性是功率受限、干扰较大、信噪比较低。

传输特性

卫星通信的信道既不同于普通的移动信道又有别于普通的卫星与地面站的信道。卫星通信信道是卫星信道与移动通信信道的融合体。卫星通信信道的传输特性是可用频带非常宽，带宽要求较低，同时卫星信道的近乎缺点的其他传输特性是功率受限、干扰较大、信噪比较低。因此，卫星通信对于信号调制方式与纠错能力有较强的要求，要求采用较为可靠的信号调制方式以及极强的信号纠错能力才能实现完美的卫星通信。较为可靠的调制与纠错方式主要有DVB-S采用的前向纠错(FEC)与正交移相键控等信道调控方式。由于在卫星通信中信号的传输距离超远，一般在数万公里，所以信号衰减是一个较为严重的问题，这就使得可靠性问题变成为了决定卫星通信的命运的一个生死攸关的大问题。值得庆幸的是，QPSK(正交相移键控)的出现使得卫星通信的可靠性得到极大的保证。这种数字信号调制方式在较多的卫星信道中使用，其在电路实现上也相对较为简单。我国许多使用微波天线直接接收卫星电视的接收装置采用的绝大多数都是这种信道调制方式。

参考模型

为了更好的研究卫星信道传播特性，必须很好的研究卫星信道的模型。尽管研究信道传播特性对卫星移动通信系统可靠性和有效性影响的最好办法是在实际的通信环境下对信道进行测试和分析，要随时随地的对实际的卫星移动通信信道进行测试常常是很难实现的，所以采用能够很好反映卫星移动通信信道传播特性的信道模型是通常使用的解决方法。

国内外常用的卫星移动通信信道传播特性的概率分布模型有：C.Loo模型、Corazza模型和Lutz模型。这三个典型的概率分布模型都是根据信号在传播路径上受到的遮蔽情况来对卫星移动通信信道的传播特性进行建模的。其中，C.Loo 模型假设接收信号中只有直射信号分量受到阴影遮蔽的作用而多径信号分量不受阴影遮蔽的作用，因此该模型又称为部分阴影信道模型。Corazza模型假设接收信号中的直射信号分量和多径信号分量同时都受到阴影遮蔽的作用，因此该模型又称为全阴影信道模型。Lutz模型假设接收信号中只有多经信号受阴影遮蔽而直射信号不受阴影遮蔽的作用。

当然除了上述模型外，还提出了很多模型，Rician-K模型、分数布朗运动（FBM，Fractal Brownian Motion）、LMS模型等等。

编码技术

卷积码

卷积码由Elias 于1955 年提出，是继分组码之后提出的简单、高效编码方式，上世纪七十年代， Viterbi 软判决译码算法迅速发展促使卷积码被广泛应用于各种卫星通信系统以及深空探测装置。相对于未编码的情况Viterbi 算法可以得到7 dB 的编码增益，相对于硬判决译码，Viterbi 软译码有2 dB 的额外增益，译码性能还与选取的编码速率、编码器的截短长度和整体约束长度v 等因素有关。

级联编码

Forney 于1966 年提出利用短分量码构造较长好码的串行级联编码技术，它以非二进制、较长码作为外码，以二进制、较短码作为内码，内、外码之间通过串行方式级联，接收端应用软判决译码算法和代数译码方法分别对内、外码进行译码，在获得较高的误码特性同时译码复杂度也在可以接受的范围。

另外，通过把多个内码和外码级联可以形成多级级联码，译码时对级联码进行码分解和多阶段译码，既可以获得较好的误码性能又大大减小了译码复杂程度，对于不同的通信系统环境提供了很大的灵活性。

Turbo 码

1993年C.Berrou和R.Pyndian提出“并行级联”形式的Turbo码。Turbo码特别适合在中等误码率需求、长信息分组情况下使用，通过适当的迭代译码算法，在不增加设备复杂性的条件下可以获得几个分贝的编码增益。

LDPC码

LDPC 码由Gallager 于19 世纪60 年代首次提出，它是一种线性分组码，当分组长度很大的情况下LDPC 码性能接近香农极限。90 年代初学者对迭代译码算法的研究让LDPC的实际应用成为现实，并且发现了LDPC 码具有比Turbo 码更优良的误码性能。LDPC 码的编码效率接近香农极限、编解码简单、时延小等特点非常适合高速信息传输系统，是未来卫星通信系统的首选信道编码方案。

编码调制技术

编码调制(coded modulation)把调制与差错控制技术相结合，通过增加调制信号空间点数来抵消由差错控制编码引起的频谱展宽，获得编码增益的同时也提供了很高的频带利用率，同时兼顾通信的可靠性和有效性，非常适合于卫星通信系统这样的带宽受限信道。

喷泉编码

喷泉编码的典型实例是1998 年由美国学者Luby 提出的LT码，LT码是一种通用的喷泉码，编码的基本思想是通过喷泉编码器的有限输入与无限输出的映射特性生成数据包，当接收方收到一定数量的数据包时就可以恢复信息，以此来保证数据传输的可靠性，喷泉码很适合于广播形式的删除信道。

按需分配

在现有的若干卫星通信系统中，卫星信道( 频率) 资源的单路单载波(SCPC) 应用十分普遍。根据系统对用户通信时信道的应用，可划分为三种分配方式：固定预分配、半按需分配和全按需分配。这三种分配方式，依次对系统设备的智能化要求逐步提高，但卫星信道的使用效率更高、用户的使用功能更强大。由于计算机技术的迅速发展，采用全按需分配方式的卫星通信系统，已比较成熟。一个SCPC、信道全按需分配的卫星通信系统，网管中心需要处理以下矛盾的几方面：

1、减少用户拨号后的等待时间。

2、支持由于不同通信业务使用不同的信道带宽。

3、卫星信道按“ 马鞍型” 排列。

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