民用飞机卫星移动通信空口物理层技术研究

摘要

航空卫星移动通信是近年来民用飞机领域中最受民机制造商及航空公司关注的热点之一，特别是航空卫星移动通信的应用范围从传统的空中交通管制(ATC)、航空运行控制(AOC)、航空管理通信(AAC)逐渐扩展到航空公共通信(APC)，即面向乘客的语音和数据连接服务。
　　航空卫星移动通信信道是无线信道的一个分支，有别于传统的陆地卫星移动通信信道和航空空地无线通信信道。本文结合ITU-R P.682-3＜Propagation datarequired for the design of Earth-space aeronautical mobile telecommunicationsystems＞标准，提出了一种描述航空卫星移动通信信道的抽头延时线信道模型。该信道模型共有4条路径构成，第1条直视路径和第2条无延时的机身反射路径可由莱斯衰落过程描述，第3条有延时的机身反射路径可由瑞利衰落过程及相应的慢衰落描述，第4条地面反射路径可由瑞利衰落过程及相应的慢衰落描述。本文利用确定性过程模型进行Matlab仿真建模，并给出了相关的验证依据。
　　本文还对应用于航空卫星移动通信的空口物理层技术进行了分析研究，提出了一套基于OFDM技术、包含信道编解码、调制解调、同步等技术的通信系统，并通过Matlab进行仿真建模。同时，本文分析了该通信系统在AWGN信道和航空卫星移动信道中的性能，重点分析了在航空卫星移动信道中飞机高度对系统性能的影响、卫星仰角对系统性能的影响，以及信道编码对系统性能的影响，最后研究了PAPR抑制优化的设计。

目录

摘要

缩略语

1 绪论

1．1 民用飞机传统通信技术

1．2 航空宽带无线通信技术发展现状

1．3 OFDM通信系统发展概述

1．4 研究意义和内容安排

2 航空卫星移动通信总体方案

2．1 航空卫星移动通信总体方案概述

2．2 航空卫星移动通信总体方案机载部分

2．3 航空卫星移动通信总体方案地面部分

2．4 本章小结

3 航空卫星移动通信信道模型

3．1 移动衰落信道基本概念

3．1．1 移动衰落信道的分类

3．1．2 多径效应

3．1．3 多普勒效应

3．1．4 莱斯衰落过程和瑞利衰落过程

3．1．5 有色高斯随机过程仿真模型

3．1．6 蒙特卡罗(Monte Carlo)方法

3．2 航空卫星移动通信信道模型概述

3．3 直视路径及无延时机身反射路径模型

3．4 有延时机身反射路径模型

3．5 地面回波路径模型

3．6 模型验证

3．7 本章小结

4 OFDM通信系统模型

4．1 OFDM基本原理

4．2 OFDM系统组成

4．2．1 卷积编码和Viterbi解码

4．2．2 交织编码

4．2．3 基带数字调制

4．2．4 定时同步

4．3 OFDM系统主要参数指标

4．4 本章小结

5 OFDM通信系统仿真及性能分析

5．1 AWGN信道下系统性能分析

5．2 航空卫星移动通信信道下系统性能分析

5．2．1 飞机高度对系统性能的影响

5．2．2 卫星仰角对系统性能的影响

5．3 不同信道编码对系统性能影响

5．4 PAPR抑制优化

5．5 本章小结

6 总结与展望

参考文献

致谢

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