系统工程与电子技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (9): 2123-2129.doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2020.09.31

• 通信与网络 • 上一篇    下一篇

多用户卫星通信系统的中断性能分析

廖向荣1(), 林敏1(), 刘笑宇1(), 孔槐聪1(), 李雄飞2(), 吴晓欢1()   

  1. 1. 南京邮电大学通信与信息工程学院, 江苏 南京 210003
    2. 中国空间技术研究院西安分院, 西安 710000
  • 收稿日期:2020-01-14 出版日期:2020-08-26 发布日期:2020-08-26
  • 作者简介:廖向荣(1996-),女,硕士研究生,主要研究方向为卫星通信、通信信号处理等。E-mail:17673232520@163.com|林敏(1972-),男,教授,博士,主要研究方向为无线通信系统、智能信号处理、天线新技术等。E-mail:linmin@njupt.edu.cn|刘笑宇(1996-),男,博士研究生,主要研究方向为协作通信、卫星通信和绿色通信。E-mail:bboyxiaoyu@yeah.net|孔槐聪(1995-),男,硕士研究生,主要研究方向为卫星通信、通信信号处理和协作通信。E-mail:khc_dream@163.com|李雄飞(1979-),男,高级工程师,博士,主要研究方向为卫星通信技术。E-mail:lxf_li@163.com|吴晓欢(1988-),男,讲师,博士,主要研究方向为阵列信号处理、通信信号处理。E-mail:xiaohuanwu@njupt.edu.cn
  • 基金资助:
    重点国际合作项目(61720106003);国家自然科学基金青年项目(61801245);上海航天科技创新基金(SAST2019-095);江苏省自然科学基金青年项目(BK20180748);江苏省高等学校自然科学研究面上项目(18KJB510032);江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX19_0950)

Outage performance analysis for multi-user satellite communication system

Xiangrong LIAO1(), Min LIN1(), Xiaoyu LIU1(), Huaicong KONG1(), Xiongfei LI2(), Xiaohuan WU1()   

  1. 1. College of Telecommunications and Information Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210003, China
    2. China Academy of Space Technology (Xi'an), Xi'an 710000, China
  • Received:2020-01-14 Online:2020-08-26 Published:2020-08-26

摘要:

针对卫星通信系统,分析了基于门限判断放大转发(amplify-and-forward, AF)协议情况下的系统中断性能。首先,考虑星载天线增益和卫星链路损耗,并假设卫星链路的小尺度衰落服从阴影莱斯(shadowed-Rician, SR)分布,推导出多用户卫星通信系统的中断概率闭合表达式。然后,为了便于进一步分析系统的性能,推导出高信噪比(signal noise ratio, SNR)条件下系统中断概率的渐近表达式,得到系统的分集度和编码增益的解析表达式。最后,计算机仿真验证了理论分析的正确性,并分析了用户数和信道参数对多用户卫星通信系统性能的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。

关键词: 多用户, 卫星通信, 放大转发, 阴影莱斯, 中断概率

Abstract:

Focusing on the multi-user satellite communication system, the outage performance of the system under the condition of the amplify-and-forward (AF) protocol based on the threshold judgment is analyzed. Firstly, taking the satellite antenna gain and satellite path loss into account, assuming that the small scale fading of satellite link obeys shadowed-Rician (SR) distribution, the closed-form expression of outage probability for the multi-user satellite communication system is derived. Then, in order to further analyze the performance of the system, the asymptotic expression of the outage probability at high signal noise ratio (SNR) is derived, and the analytic expressions of the diversity order and coding gain of the system are obtained. Finally, the computer simulations verify the validity of the theoretical analysis, and analyze the influence of the number of users and channel parameters on the performance for the multi-user satellite communication system, which provides a guide and basis for the design of actual system.

Key words: multi-user, satellite communication, amplify-and-forward(AF), shadowed-Rician (SR), outage probability

中图分类号: