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宽带EME通信信道的建模与特性分析

李诚谦 钱骁伟 胡小玲

李诚谦, 钱骁伟, 胡小玲. 宽带EME通信信道的建模与特性分析[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT251028
引用本文: 李诚谦, 钱骁伟, 胡小玲. 宽带EME通信信道的建模与特性分析[J]. 电子与信息学报. doi: 10.11999/JEIT251028
LI Chengqian, QIAN Xiaowei, HU Xiaoling. Modeling and Characterization of Broadband Earth-Moon-Earth Communication Channels[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT251028
Citation: LI Chengqian, QIAN Xiaowei, HU Xiaoling. Modeling and Characterization of Broadband Earth-Moon-Earth Communication Channels[J]. Journal of Electronics & Information Technology. doi: 10.11999/JEIT251028

宽带EME通信信道的建模与特性分析

doi: 10.11999/JEIT251028 cstr: 32379.14.JEIT251028
详细信息
    作者简介:

    李诚谦:男,硕士生,研究方向为信道建模与物理层信号处理

    钱骁伟:男,博士生,研究方向为智能超表面和通信感知一体化

    胡小玲:女,副教授,研究方向为智能超表面、通信感知一体化和无线信号处理

Modeling and Characterization of Broadband Earth-Moon-Earth Communication Channels

  • 摘要: 地月地(EME, Earth-Moon-Earth)通信长期以来是业余无线电爱好者开展远程通信实验的重要方式。传统EME通信系统多以低速率、窄带体制为主,主要用于摩尔斯电码、单边带语音或窄带数字通信模式(如JT65、FT8等)。这类系统在频谱利用率和数据传输速率方面存在明显限制,难以满足更高传输速率和宽带通信的需求。本文面向更高速率的宽带场景,从大尺度衰落与小尺度衰落两个层面提出了一种较为完整的宽带EME信道模型。大尺度衰落方面,基于双站雷达理论,建立了适用于不同波束宽度和高增益天线条件下的雷达散射截面分布(RCS),并提出路径损耗的统一积分模型;同时,结合月球表面不规则地形特征分析了阴影效应的形成机制,并由此提出EME信道的阴影衰落模型。小尺度衰落方面,针对宽带系统中显著的时延扩展问题,结合月面散射特性,提出了融合准镜面反射与漫散射效应的分段式多径模型;同时进一步考虑地月轨道运动,系统构建了多普勒频移与扩展模型。数值分析表明,相比于传统路径损耗建模,所提路径损耗统一积分模型能够更加准确刻画窄波束引起的对月照射面积缩减及月表地形分布对链路损失的影响。仿真结果显示,宽带场景下存在的严重多径扩展导致现有均衡方案几乎失效,严重制约通信性能。相比之下,多普勒效应变化缓慢、扩展较小,现有校正算法能够有效补偿其影响,对通信性能的制约相对较弱。
  • 图  1  统一积分模型反射场景示意图

    图  2  月球表面RCS近似分布

    图  3  积分模型接收功率vs传统模型接收功率

    图  4  多径信道模型归一化时延-功率谱

    图  5  不同均衡策略在多径信道模型下的性能

    图  6  不同信噪比下的误码率($ \text{10 kHz} $频偏)

    图  7  不同频偏下的误码率(SNR=–15 dB)

    表  1  仿真参数表

    系统参数参数值
    调制方式BPSK
    扩频序列7阶m序列
    同步序列14阶m序列
    多径信道100条径(最大时延10毫秒)
    符号速率1000符号/秒
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 修回日期:  2026-03-24
  • 录用日期:  2026-03-24
  • 网络出版日期:  2026-04-21

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