基于多模卫星移动终端的多路协作分集技术研究

The satellite mobile communication has been widely used in many subjects such as emergency relief, transportation, public education, medical and health care, personal mobile communication, etc.. Therefore, it puts a higher requirement on the satellite mobile terminal. In the related works, we found that the satellite mobile terminals may enter the poor channel in various scenes, thence it may affect the transmission within the satellite mobile communication system. Therefore, aim at the characteristics of mobile satellite communication and the differences of terrestrial cooperation scenarioss, we propose a multiple collaborative network based on the various kind of satellite mobile terminals, in order to overcome the influence of channel fading. According to the problems of cooperation opportunity decision and cooperation terminal selection, we also propose the cooperation opportunity decision algorithm based on the geographic information database and multi-objective decision-making theory. Preliminary research results have shown that the multi-channel, multi-hop, multi-mode collaborative scene and the related problems can effectively mitigate the influence of channel fading on the transmission performance of the system, improve the system's coverage, and provide the theoretical reference and technical support to promote the hybrid broadband satellite-land mobile communication system of China.

卫星移动通信技术在应急救灾、交通运输、公共教育、医疗卫生甚至个人移动通信等方面的应用越来越广泛，随着陆地移动通信技术的快速演进，也给卫星移动终端的技术带来新的挑战。现有的卫星移动终端在信道条件较差时，会成为卫星移动通信系统正常通信的瓶颈。为克服信道衰落的影响，提高传输性能，项目组根据卫星移动通信的特点以及与地面协作场景的差异性，提出基于多模卫星移动终端的多路协作网络。针对与卫星转发器、移动终端性能紧密相关的协作时机判定与协作终端选择问题，项目组提出基于地理信息数据库与多目标决策理论的协作时机判定算法，以及终端自组织的中继选择机制。初步研究成果表明，项目组提出的多路、多跳、多模协作场景及相关问题的解决方案，能有效降低信道衰落对系统传输性能的影响，增强系统覆盖，并为推进我国实现宽带星地混合系统提供理论参考与技术支持。

卫星移动通信具有频带宽、容量大、业务丰富、覆盖面广、机动灵活、不受地理条件限制等优点，受到了国内外广泛关注。随着卫星移动通信系统中用户数量、终端类型以及业务种类日益增多，用户对数据的传输速率和频谱的利用率提出了较高的要求。项目组将协作分集的思想应用到卫星移动通信系统中，节点间协作可以克服信道衰落对通信链路的影响，从而提升传输速率以及频谱利用率。项目组对以下三方面展开重点研究：..（1）协作节点选择研究。项目组通过对卫星到用户不同信道建模，分析了不同信道对信号传输质量的影响；研究了不同业务模型、不同终端、不同发射功率对协作节点选择的影响；结合上述因素提出了相应的协作节点选择策略。..（2）多卫星协同检测下的多址接入技术研究。项目组对卫星移动通信系统中的多址接入技术进行深入研究；重点研究了多星协作下的多用户检测技术；结合卫星轨道高度、业务种类以及业务QoS等多方面因素，进一步研究了接入选择以及接入控制策略。..（3）多模、协同卫星移动通信系统资源管理技术研究。项目组对负载均衡、功率分配、信道分配等问题进行深入研究，并基于不同应用场景提出多种资源管理方案。. 在研究过程中，项目组通过建立仿真平台，对提出的方案进行了仿真验证，形成成果论文19篇（SCI论文5篇， EI论文14篇），申请国家发明专利5项。研究结果表明，项目组基于协作分集思想提出的一系列方案和策略有效的提升了系统的频谱利用率和数据的传输速率，为卫星移动通信的后续发展提供理论与技术支持。