航空宽带卫星通信系统前向链路中继性能分析

2021年第22卷第6期

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《信息与电子工程前沿（英文）》 >> 2021年第22卷第6期 doi: 10.1631/FITEE.2000445

航空宽带卫星通信系统前向链路中继性能分析

1南京邮电大学通信与信息工程学院，中国南京市，210003；2中南大学计算机科学与工程学院，中国长沙市，410083 3紫金山实验室，中国南京市，210096；4康考迪亚大学电气与计算机工程系，加拿大蒙特利尔，QC H3G 1M8

收稿日期： 2020-08-31 录用日期： 2021-07-12 发布日期： 2021-07-12

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摘要

高通量卫星系统可以满足未来高速率和大带宽的需求，在毫米波航空通信中扮演着重要角色。研究了航空宽带卫星通信系统前向链路的中断性能，其中从信关站到卫星的馈线链路使用自由空间光通信传输，从卫星到飞机的用户链路则在毫米波频段工作。特别地，在用户链路中，高通量卫星采用点波束技术，并在飞机上部署大型天线阵列。首先，在采用放大转发协议情况下，提出一种基于位置的波束成形方案，使得平均输出信噪比最大，并且此方案适用于相控阵。然后，假设馈电链路服从伽马—伽马分布，而用户链路经历阴影莱斯衰落，同时考虑相位误差影响，推导出系统的中断概率闭合表达式。为获得分集度和编码增益，进一步推导了高信噪比情况下的渐近中断表达式。最后，数值仿真验证了理论分析的有效性，并揭示相位误差对系统中断性能的影响。

关键词

航空宽带卫星网络 ; 自由空间光传输 ; 高通量毫米波通信 ; 中断概率 ; 相位误差