论文部分内容阅读
卫星移动通信系统因其波束覆盖范围大、中继载体在空中不易遭到破坏等特点而成为移动通信领域的重要组成部分。其中对地静止轨道(Geosynchronous Earth Orbit, GEO)卫星移动通信系统具有系统稳定、三颗星就能覆盖除两极外的所有地区、无需频繁切换等特点,已成为卫星移动通信领域的研究热点。但GEO卫星移动通信系统的实际建设非常复杂,所以在建立实际系统前对该系统进行仿真建模研究是十分必要的。本文以某卫星移动通信系统研究项目为背景,针对搭建基于OPNET软件的GEO卫星移动通信系统仿真模型展开研究。主要研究内容如下:首先,从理论上较深入的研究了地球同步轨道移动无线接口(Geostationary Earth Orbit Mobile Radio Interface, GMR)技术规范中GMR-1系列的系统体系结构、频分复用技术、时分多址技术及系统工作过程等。详细分析了逻辑信道到物理信道的映射过程、波束选择算法、定时同步算法、系统信息的传输方案以及接入、寻呼、通信、网络中断和呼叫清除等通信过程。然后,介绍了 OPNET软件的建模机理,利用OPNET软件,依据GMR-1标准,建立了卫星、移动地面站(Mobile Earth Stations, MES)和网关(Gateway Stations, GS)三种节点模型以及对应的进程模型;完成了卫星对用户端的多波束天线的设计,对通信链路模型进行了分析,实现了系统各项功能。其次,设置了三种不同的网络仿真场景,对系统的波束选择情况、波束选择参数的确定、定时同步情况以及接入、寻呼、网络中断等通信性能进行了仿真分析。仿真结果表明,各项系统性能均达到实际要求。验证了系统设计方案的合理性与正确性,为后期建设实际系统提供了有益的指导和建议。最后,针对卫星天线存在振颤的现象,分析了天线振颤对某些用户波束选择过程的影响;并提出了一种能够抑制此种影响的改进型波束选择算法,该算法能够根据MES与其所在波束中GS的距离动态设置滞后余量。通过仿真比较可知,与改进前GMR-1标准中的波束选择算法相比,改进后的波束选择算法确实能够减少天线振颤导致的波束选择错误,改善波束选择性能。