聂欣 米红 武向军

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

1 引言

无线信号在传播过程中主要受信道的影响，信道的传播特性对于发射信号、接收算法的设计以及无线系统的实现都有着重要影响。获得无线信道的统计特性并掌握其对卫星系统性能的影响，对卫星系统设计和实现有着重要的意义［1］，因此卫星信道的测量、统计特性分析和建模吸引了广泛的关注与研究。全球导航卫星系统由位于不同轨道上的多颗卫星组成。卫星轨道和地面用户位置的差异，造成了星地链路传播机制和统计特性的差异。另外，与地面无线信道系统相比，导航卫星的信号不仅受地面多径传播的影响，还受大气效应的影响。

针对导航卫星信道的特点，本文建立了卫星到地面传播（以下简称空间段）和地面传播（以下简称地面段）的综合信道模型，考虑了不同大气条件和传播机制的影响，并且针对倾斜地球同步轨道（in-clined geosynchronous orbit，IGSO）卫星和中地球轨道（medium earth orbit，MEO）卫星的轨道以及地面用户移动性等全球导航卫星系统固有特点，采用一阶马尔科夫过程描述信道的动态特性。基于此模型，给出了在不同的卫星倾角和不同的大气状况下，二元相移键控（binary phase shift keying，BPSK）调制的误比特率（bit error rate，BER）与信噪比（singal-to-noise ratio，SNR）的关系，可为接收机设计提供参考。

2 星地信道特性

信号在空间传播首先表现为大尺度衰落的影响。大尺度衰落描述了卫星和地面接收设备之间，长距离上信号强度变化情况。自由空间传播模型可以较准确地描述星地信道的大尺度衰落特性，并且根据测量和理论分析已经建立了较为成熟的大尺度衰落模型，因此星地链路的大尺度模型不作为本文的研究重点。……