基于赋形多波束的CDMA系统容量分析.pdfVIP

第32卷第5期 微 计 算 机 应 用 V01．32No．5 2011年 5月 MICROCOMPUTERAPPUCATIONS May．2011 基于赋形多波束的CDMA系统容量分析 徐 非 2 梁 广 2 龚文斌2 (中科院上海微系统与信息技术研究所 上海 200050) (上海微小卫星工程中心 上海 200050) 摘要：分析是基于赋形多波束天线波束增益模型，相对传统的二阶锥形口径增益模型，这一模型能够较好地补偿路径损耗差 异 ，保证了覆盖区域的 “等通量”覆盖。本文分别分析了星地通信系统前向链路和反向链路的系统容量 ，在反向链路容量分析 中综合考虑了阴影衰落、功率控制误差等因素的影响，并提出了提高系统容量、改善系统性能应采取的措施方法。本文中的 容量分析方法可以进一步推广到低轨通信星座系统，对低轨通信星座系统的规划和设计具有重要意义。 关键词：多波束LEO卫星通信系统 波束赋形 CDMA容量 功率控制 CapacityAnalysisofCDMA foraFormed Multi—-beam LEO SatelliteSystem XU Fei ，LIANG Guang ，GONGWenbin (ShanghaiInstituteofMicrosystemandInformationTechnology，CAS，Shanghai，200050，China (ShanghaiEngineeringCenterforMicrosatellites，Shanhgai，200050，China) Abstract：Themulti-—beam gainmodelformedwiththeaim ofisofluxcoveragecancounterbalancethedifferenceofpathlosspractical-· ly，comparedtothetranditionalsecond—roderconegainmode1．Th eCDMA communicationcapacityanalysisofbothdownlinkandup— linkofaLEO satellitesystem waspresented，basedonhtefomr edmulti—beam gainmodel，andconsideringshadowingandpowercon- trolerror，etc．Th emethodofincreasingthecommunicationcapacitywaspresentedaswel1．Th eanalysisinthispaperCna bespreadto theLEO communicationconstellation． Keywords：Multi—beam LEO satellitecommunication，Beam —forming，CDMA capacity，Powercontrol 与其他的多址方式相比，CDMA具有抗干扰性强、隐蔽性好、多址访问灵活、对非正交系统不需要系统的 同步、与同频通信系统之间的相互干扰小、对多普勒频移不敏感等优点；通过采取以下提高容量的措施，如 话音激活、计划隔离和相邻波束同频复用等，其传统的频带利用率低的缺点也不再存在。因此，目前绝大多 数移动卫星通信系统(包括LEO卫星通信系统)都采用CDMA的多址方式。 卫星的通信容量分为反向链路容量和前向链路容量。在前向链路中，卫星载荷或信关站采用同步 CD— MA方式，若用户间扩频码正交性能优越，用户间多址干扰可视为零，但是由于国际电联(ITu)对移动卫星在 地球表面功率密度覆盖提出一个上限指标要求，称为协调触发电平(CTL，CoordinationTriggerLeve1)，使得整 个卫星通信系统处于功率受限状态，使得系统容量受到约束。 收稿Et期：201l—o3—3O收到。 基金项 目：中科院创新基金项 目(c)J【J一十}一 107)和上