基于-Matlab的卫星中继通信链路仿真.doc

基于 Matlab 的卫星中继通信链路仿真 卫星通信系统是地球上的无线电通信站利用卫星作为中继而进行的通信，卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星转发方式有透明转发和译码转发。本文基于 Matlab 软件平台，对地静止卫星通信系统中卫星中继地球站发送数据的转发过程仿真，并给出接收信息 BER 曲线。 卫星信道的特点是：可用频带宽、功率受限、干扰大、信噪比低。因此要求采用可靠性高的信号调制方式，并要求有较强的信号纠错能力，对带宽要求不是特别高。因此 DVB-S 采用前向纠错(FEC)(包括 Viterbi 编码、交织、RS 编码及加扰等电路)、正交移相键控(QPSK)调制的信道处理方式，然后馈给卫星链路。接收时进行相反的处理。 本文对卫星工作过程进行仿真，得到信号的 BER 曲线，从而知道可靠传输所需发射功率。 系统模型及仿真 系统模型中，卫星中继链路中中继卫星为 GEO 同步轨道卫星，采用 Ku 频段，6 个地球站采用 FDMA。通过卫星向另外一个地球站发送信息：上行载波中心频率为 14253MHz，下行载波中心频率为 12028MHz，载波间隔为 10MHz。 发送地球站与卫星之间的距离为：39995km、40000km、40005km、40010km、40015km、40020km。卫星和接收地球站之间的距离是 42000km。卫星的 EIRP 是 56dBW，天线增益为 30dB。地球站的天线增益为 32dB。信道模型采用 AWGN。 系统模型结果 透明转发的通信链路设计思路为：信源→比特流→调制（QPSK）→频分复用→上变频→AWGN 信道→卫星接收透明转发→AWGN 信道→下变频→判决→解调(DQPSK)→比特流。得到某个发送地球站的信息在接收地球站的 BER 曲线。 BER 曲线显示，SNR 越大，BER 越低，通信的可靠性越高。 译码转发的通信链路设计思路为：信源→比特流→调制（QPSK）→频分复用→上变频→AWGN 信道→卫星接收译码转发→AWGN 信道→下变频→判决→解调(DQPSK)→比特流。得到某个发送地球站的信息在接收地球站的 BER 曲线。 BER 曲线显示，SNR 越大，BER 越低，通信的可靠性越高。 两种转发方式对比，透明转发和译码转发的 BER 曲线显示，译码转发比透明转发更可靠。 结论 由图可以看出，SNR 越大，BER 越低，通信的可靠性越高；译码转发比透明转发更可靠。 附录 1：链路仿真源代码 透明转发： p=[1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024]; dup=40005; fup=14253; dup=[39995 40000 40005 40010 40015 40020]; fup=[14228 14238 14248 14258 14268 14278]; ... 译码转发： p=[1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024]; dup=40005; fup=14253; dup=[39995 40000 40005 40010 40015 40020]; fup=[14228 14238 14248 14258 14268 14278]; ... 本文基于 Matlab 软件平台，对地静止卫星通信系统中卫星中继地球站发送数据的转发过程仿真，并给出接收信息 BER 曲线，比较了透明转发和译码转发两种方式的性能，结果表明译码转发比透明转发更可靠。