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 平流层通信系统信道建模方法研究# 曾俭，景晓军，游思晴** （北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876） 5 10 15 20 摘要：平流层通信系统是一种具有广阔前景的无线通信系统，它既融合了陆地和卫星通信系 统的优势，又不同程度地避免了两者的缺点，是现有通信方式的有效补充。而通信系统性能 的好坏以及所采用的关键技术都将受到系统信道特性的影响，本文根据平流层通信系统的特 点，认为由于平流层平台的覆盖范围广，不能简单应用恒定参数的平稳随机过程模拟信道特 性，因而提出了一种基于 Markov 链的改进切换信道模型，并在特定环境下对系统的误码率 进行了仿真分析。 关键词：平流层通信;阴影遮蔽;马尔科夫链 中图分类号：TN 929.5 Research on Channel Modeling of Stratospheric Communication Systems Zeng Jian, Jing Xiaojun, You Siqing (School of Information and Communication Engineering,Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876) Abstract: Stratospheric communication system is a newly wireless communication system with broad prospect.It’s a complementary method to the existing communication and take the advantage of land and satellite communication systems.The performance of system and key technology depend on the characteristic of the channel.In this paper,we proposed a switched channel model based on Markov chain and analysis is given . Key words: Stratospheric communication；shadowing；Markov chain 25 0 引言 在大气的各个层次中，平流层由于独有的性质和特点，使得在其上进行通信具有广阔的 应用前景。它指的是利用设置在平流层下层（约 20km）装有有效通信载荷的空中平台，实 现在地面大面积区域通信的一种通信方式。目前对于平流层通信系统的研究，在具体通信技 30 35 术方面的研究成果十分有限，而对信道特性的描述是进一步确定系统所采用信号传输和数据 处理技术的关键。因此本文重点讨论建立平流层统计信道模型，对实际信道环境进行模拟。 平流层平台在地面的覆盖范围，较之地面系统而言要大很多，环境参量在覆盖范围内并 不唯一，因此不能简单应用恒定参数的平稳随机过程模拟信道特性。本文基于 Markov 思想， 建立了一种切换信道模型，对平流层实际信道环境进行模拟；并在特定环境下，将用单一概 率特性描述的信道模型与本文所建立模型进行系统误码率对比。 1 平流层统计信道建模 平流层通信系统信道的传输特性随着环境不同而不停随机变化，而信道的随机特性一般 服从一定的统计规律，因此用统计概率模型来描述平流层信道的衰落特性，不仅可以简化模 型，而且物理意义十分明了，仿真也较为容易。相比地面蜂窝通信系统，在平流层通信系统 基金项目：国家自然基金;国家自然基金 作者简介：曾俭(1986-),女,硕士研究生,主要研究方向:无线通信 通信联系人：景晓军(1965-),男,博士生导师,主要研究方向：无线通信. E-mail: jxiaojun@bupt.edu.cn -1-  40 45 50 55 60  平台覆盖区域内，较易获得直射分量，同时在如今宽带业务日趋火热的情况下，不能忽略多 径分量对码间串扰的影响，接收机的信号包络主要服从 Rice 分布。但考虑阴影遮蔽效应， 在平台覆盖范围的不同区域[1]，接收信号将受到不同程度阴影遮蔽的影响。 2 平流层通信系统信道模型的改进—马尔科夫模型 马尔科夫（Markov）模型是数学上的抽象模型，认为信号在某时刻状态只受相邻时刻 信号状态的影响，而与其他时刻的信号状态无关。这与信道环境的随机缓变特性是相一致的。 Markov 信道模型适用于大范围非静态环境，其中的各个状态采用静态模型来描述，每 一种静态模型满足不同统计概率特性。这种