基于衛星系統的協作通信技術應用研究

陸忠梅

【摘要】 衛星移動通信信道具有衰落性和復雜多變性的特點，其具有的多普勒效應和陰影效應等給通信帶來很大影響，甚至中斷通信。針對這個問題，專家們提出將協作通信技術引入衛星系統，協作通信技術利用不同節點的協作，帶來分集增益的好處，能夠更好的抗衰落。達到讓衛星系統功能的穩定，更好的達到信號傳輸的目的。

【關鍵詞】 協作通信 衛星 抗衰落 信號傳輸

前言：衛星通信是全球通信必不可少的重要部分，具有容量大，限制小，傳輸快等特點。但是衛星通信的陰影效應和多普勒效應等影響著信號的傳輸，甚至會中斷通信。在此問題上，專家們引入了協作通信技術。協作通信技術是受MIMO技術啟發產生的新技術，該技術需要用戶間相互合作，資源共享，利用分集優勢來對抗衛星系統的衰落性。達到衛星系統的穩定高效傳輸的目的。本文首先介紹了協作通信技術，然后介紹衛星協作通信技術，最后說明協作通信技術應用到衛星技術所帶來的好處。

一、協作通信技術

1、協作通信。協作通信技術是受MIMO技術啟發而發展的一門技術。該技術是利用分集優勢來對抗衛星系統的衰落性，該技術需要用戶間相互協作，資源共享，最終達到穩定衛星通信系統的目的。協作通信技術的原理如下圖所示：

圖中，S是源節點，D是接收節點，R是協助節點，首先由S節點發出信號，R和D共同接信號，R接收到信號之后，經過特殊處理再發送給D節點，D節點收到R和S的信號后，經過整合后進行檢測，最終達到增益的目的。

2、協作策略協議。協作策略是中繼節點和源節點的協作，是信息經過中繼節點轉發的一種方式。解碼轉發、編碼轉發和放大轉發是中繼節點處理信息的方式。解碼轉發要求中繼節點的性能較高，需要對收到的信息進行破譯、對比，然后發給接收節點。編碼轉發是指將收到的信息重新編碼然后發送到接收源點。放大轉發是指中繼節點把收到的信息經過放大處理，然后發送到接收源點。固定中繼、選擇中繼和增量中繼是源節點和中繼節點的協作方式。固定中繼是指中繼節點始終參與協作，這種協作方式的缺點是當信號較差時，中繼信號可能會經過錯誤的轉發，這樣接受節點收到的信息就是錯誤的。選擇中繼是指信號傳輸很好的時候中繼節點才會協作轉發，當信號較差時，中繼節點不會進行協作。增量中繼是指中繼節點可以收到目的節點發來的反饋信息，只有當目的節點接收不到信息時，中繼節點才會協助運行。增量中繼是目前最好的協作通信方式。

二、衛星協作通信技術

1、衛星相互協作。目前，衛星移動通信系統的衛星數目較多，方便覆蓋較多的區域，衛星之間的相互協作就會進行信息的多元化傳輸，這樣可以節省很多資源，又可以達到信息傳輸的多樣性。例如衛星一只接收地球的信息反饋，把收到的信息發給接收終端，這樣終端收到的信息就只來源于衛星一，接收單一很可能造成收到的信息錯誤，或者信號弱，甚至中斷。然而，衛星一要是和監測另一區域的衛星二協作，由衛星一收到信息反饋發給終端和衛星二，衛星二經過對信息的處理再發給終端，這樣終端收到的信息就可以進行分集，整合。達到信息正確穩定的傳輸。經過簡單的例子不難看出，單一的衛星信號很差，但經過衛星合作而處理后的信號穩定而準確，突顯了合作化的重要性，這是衛星發展的重要一步。

2、用戶相互協作。衛星通過天線發出信號時，覆蓋的地方會有很多車載站和手持站收到信息，用戶會對這些信號進行審查，若是自己的就進行接收，若不是就丟棄。這樣的做法會使一些車載站和手持站處于空閑狀態，造成很大的浪費，一些用戶也會因為信號弱而苦惱，這就需要用戶之間的相互協作，達到互利共贏的局面。例如衛星將一段信號發給了手持站1，手持站1由于地理位置問題信號不好，接收不到，然而此時，手持站2和車載站一收到了這段信息，衛星和手持站1有合作關系，把這段信號經過整合放大發給手持站1，手持站1就可以收到這些信號，在經過特殊處理，就可以完整的收到這些信息。由此不難看出，用戶之間的相互合作，不僅可以節省資源的空閑，還可以保證用戶接收信息的及時性和準確性。

結語：衛星信號傳輸的衰落性嚴重的影響著信號的傳輸，協作通信技術有效的補充了MIMO技術，應用于衛星技術之后，抵抗了衛星通信技術的衰落性，有效的降低了中斷率，提高了通信系統的性能。所以我們要努力發展協作通信技術在衛星通信技術中的應用，讓我們的通信質量上升一個臺階。