气象卫星信道模拟器的设计及其仿真

摘要：为研究多径、阴影及天气变化对气象卫星信道的影响，分析信道传播特性并根据不同天气状况研究了贴近实际的卫星信道Suzuki模型和扩展Suzuki模型。引入两状态Markov过程，以反映天气变化或云的移动导致信道状态模型之间的转换。采用成形滤波器法设计了气象卫星信道模拟器并进行了仿真。仿真结果表明，所设计的气象卫星信道模拟器可以用来描述贴近实际的气象卫星信道传播特性。

关键词：气象卫星；多径效应；阴影效应；信道模拟器；Markov模型

中图分类号：TN927.23

文献标志码：A

0引言

随着人们对气象信息服务需求量的不断增长以及对信息服务质量要求的不断提高，传统的气象服务已经不能够满足人们在生产、生活中的需求[1]。采用气象卫星帮助完成全方位的气象服务已成为世界各国气象部门的最佳选择[2-3]。

信道传播特性的研究是气象卫星通信技术中最基础的研究之一[4]。信道建模是一种比较有效的信道传播特性研究方法，它可以从数学和物理的角度比较准确地反映信道的真实特性[5]。同时，由于受到经费、实验环境等的限制，设计可以模拟气象卫星信道传播特性的信道模拟器是十分必要的[6]。气象卫星信道模拟器在信道理论研究、通信技术开发、新设备测试等方面具有重要作用，其优点是重构性强，不受气候和实际环境影响[5]。本文主要研究设计气象卫星（L/C/X波段）信道模拟器方法及其实现。

1气象卫星信道的传播特性

在气象卫星通信中，由于气象卫星地面接收系统是在确定位置静止接收气象数据，而且接收终端都是选择在周围环境比较理想的开阔地区，所以一些普通陆地移动卫星信道建模中需要考虑的影响因素在气象卫星信道建模中不必考虑，而大气层空间物理环境几乎不可人为改变[1-3]，因此本文在考虑不同天气状况（晴空无云、多云、雨天和雾）下，分析气象卫星信道的传播特性。

1.1多径传播效应

4结语

由以上分析可知在气象卫星通信研究中，Suzuki模型和扩展Suzuki模型可以分别用来描述天气环境良好和天气环境较差时的信道传播特性。两状态Markov模型可以有效克服由于单一状态不能反映实际不断变化的卫星信道状态带来的问题，同时，信道模拟器完全可以用来模拟实际的卫星信道传播特性，有效解决实际科技研究中，由于经费、实验环境等一系列因素的限制，研究者不能多次通过实际测量来获得数据的问题。

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