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1信道特性專項仿真

1.1幅頻及群時延特性衛星通信系統信道傳輸特性的系統函數可以。信道群時延響應是相位頻率響應的導數，用于表示相位頻率響應的畸變程度，在信道頻帶的邊緣由濾波器過渡帶抑制變化引起的相位畸變尤其嚴重。式（1）中，θ（w）為相位頻率響應。實際信道中的群時延響應是非線性的，當非單一信號傳輸時必然引起信號畸變。在傳輸數據速率高、碼元周期短及頻帶寬的情況下，群時延畸變的影響就比較明顯。一般來說，帶內群時延分為拋物線群時延、線性群時延以及波動群時延。假定其他信道參數為理想的情況下，帶寬36MHz衛星轉發器典型幅頻特性仿真條件如表1所示，仿真結果如表2所示。假定其他信道參數為理想情況下，分別仿真了10MHz和36MHz兩個轉發器的拋物線群時延特性對衛星通信系統的影響，衛星轉發器典型拋物線群時延特性仿真條件如表3所示，仿真結果如表4所示。

1.2相位噪聲理想情況下，衛星通信系統中的本振輸出信號的頻譜應該是一根無限窄的譜線。但是在實際的通信系統中，由于射頻硬件（比如振蕩器）不是理想的，因此振蕩器產生的載波也不是理想的，表現為相位不穩定（即相位噪聲）。為了便于分析和對數字通信系統進行仿真，可用一個維納隨機過程作為相位噪聲的模型。相位噪聲采用在頻域模擬的方法，為了使仿真相位噪聲情況更為接近實際的相位噪聲，按分辨率1Hz產生數字相位噪聲。假定其他信道參數為理想情況下，仿真了3種相位噪聲對衛星通信系統性能的影響，仿真條件如表5所示。仿真發現在相位噪聲值1的情況下會出現誤碼平臺，在相位噪聲值2和相位噪聲值3的情況下，傳輸性能損失小于0．2dB2．3非線性失真功率放大器的非線性失真會引起調制信號幅相特性的變化，在接近飽和點工作時影響最大。星上功率放大器（行波管放大器，TWTA）是一個非線性器件，該器件將引起包括幅度（AM／AM）和相位（AM／PM）在內的非線性失真。

2綜合仿真及系統指標建議

假設功率放大器在不同非線性工作點的群時延特性、幅頻特性和相位噪聲特性是一致的，選擇帶寬36MHz衛星轉發器，依據上述仿真參數對信道群時延特性、幅頻特性、相位噪聲特性和非線性失真進行綜合仿真。將衛星轉發器的放大器的輸入功率相對飽和點回退10dB，保證功率放大器工作在近似線性狀態。對衛星信道的群時延特性、相位噪聲特性及幅頻特性進行綜合仿真，仿真結果表明，當誤碼率1×10－6時傳輸性能損失約11dB。將轉發器的放大器的輸入功率相對飽和點回退0dB（即飽和）、2dB、5dB和10dB時，綜合仿真衛星通信系統的群時延特性、相位噪聲特性、幅頻特性對系統傳輸性能的影響，仿真結果如表7所示。：當轉發器的功率放大器工作于飽和點時，接收機射頻指標在中頻指標的基礎上增加大于2．3dB；在功率放大器的輸入功率回退2dB的情況下，接收機射頻指標在中頻指標的基礎上增加大于1．6dB；在功率放大器的輸入功率回退5dB的情況下，接收機射頻指標在中頻指標的基礎上增加大于1．3dB；在功率放大器的輸入功率回退10dB的情況下，即在功率放大器工作于線性狀態下，接收機射頻指標應在中頻指標的基礎上增加大于1．1dB。

3結束語

設計了衛星通信系統仿真模型，為分析衛星通信系統的傳輸特性提供了有效方法。由仿真結果可以看出，當幅頻響應的帶內波動小于1dB時，幅頻特性對傳輸性能的影響可以忽略不計；群時延特性對寬帶信號傳輸性能的影響要大于對窄帶信號傳輸性能的影響；當系統出現誤碼平臺時，應當分析相位噪聲的指標是否滿足系統要求；當功率放大器的入口功率小于飽和輸入功率約5dB時，放大器的非線性失真特性不會影響衛星通信系統的傳輸性能；射頻傳輸性能相對中頻傳輸性能至少有1．1dB的損失。

作者：張金貴單位：中國電子科技集團公司第五十四研究所