郭业才，袁 涛，周润之，张秀再

(南京信息工程大学 电子与信息工程学院,江苏 南京 210044)

卫星信号传播特性是卫星通信技术中最基础的研究之一[1]。通过数学方法建立卫星信道模型可较准确地反映信道真实物理传播特性[2-4]。本文以地球同步轨道卫星和地面接收站之间链路为对象，先分析自由空间损耗、电离层闪烁、大气吸收、多径及阴影对信道链路的影响，再根据天气状况的“好”与“坏”，建立卫星信道 Rice模型和Suzuki模型，视为两状态Markov链动态模型，以描述天气状态的转换，并给出信道模型的实现方法。

1 地球同步轨道卫星信道传播特性

现分析星地链路中自由空间损耗、电离层闪烁、大气吸收、多径阴影效应的特性。

1.1 自由空间损耗

同步卫星在36 785 km的高空中，由卫星向地面接收站传播的信号首先经历外层空间，外层空间含有密度很低的物质。由于信号在自由空间经历的路径很长，占总路径的95%以上，因此对静止卫星通信链路而言，自由空间损耗Lf是最主要的损耗，其具体计算方法为:

式中，R为传输距离，λ为载波波长。因为卫星通信系统设计时，载波波长是确定的，所以自由空间损耗只与路径长度有关。

1.2 电离层闪烁效应

卫星信号经过外层空间后，依次通过散逸层、热层和中间层，这几层物质处于部分电离或完全电离的状态,能使无线电波改变传播速度。其中，电离层闪烁[5]的影响比较明显，它与季节、频率、观测点的几何位置有很大关系,通常用幅度闪烁指数S4来定量描述这种闪烁效应，S4为每分钟信号强度S的标准差与均值的比值，计算方法为:式中，＜·＞为时间均值；……