前言

随着全球“经济一体化”的迅速发展，人们对通信地域的要求越来越高，在全球范围内实现“无缝通信”已成为未来移动通信的必然要求。在此需求之下，作为全球信息基础设施重要组成部分的卫星移动通信系统也经历了快速的发展，取得了令人瞩目的成就。Inmarsat、Thuraya、O3b、Iridium、Globalstar、Orbcomm等商用卫星移动通信系统通过更新换代为海上、应急及个人移动通信等应用提供了有效的解决方案；最近提出的OneWeb、Starlink、LeoSat等低轨卫星物联网星座将卫星通信服务与互联网业务相融合，为卫星通信产业注入了新的活力。

在卫星移动通信系统的研究过程中，一个必要的工作是针对信道传播特性的研究。因为要实现信息的可靠传输，在卫星移动通信系统的规划设计阶段必须针对信道传播特性选择与之相适应的各种通信技术，如调制方式、多址方式、信道/信源编码方式以及功率控制技术等，同时通过信道模型可以方便地仿真、验证各种通信技术的实用性和有效性。

本书共包括7章。

第1章绪论。主要介绍了卫星移动通信的概念、特点，并通过典型系统分析了静止轨道卫星移动通信系统、中轨道卫星移动通信系统和低轨道卫星移动通信系统的发展过程、技术特点和发展趋势，最后阐述了卫星移动信道传播特性研究的意义。

第2章卫星移动通信无线电波传播特性。通过分析卫星移动通信中的电波传播问题、卫星移动通信系统的工作频段和无线电波传播方式，重点研究了电离层和对流层对电波传播特性的影响，最后还分析了卫星通信系统中存在的传播噪声及其对通信系统性能的影响。

第3章卫星移动信道衰落特性建模理论。通过介绍卫星移动信道的特点及建模理论基础和无线电波的基本传播机理，分析了卫星移动信道的衰落特性和两种功率谱密度。同时还介绍了描述卫星移动信道的统计特性以及信道特性建模时常用的概率分布，最终给出了卫星移动信道衰落特性模拟的研究思路和流程。

第4章卫星移动信道特性测试。由于卫星移动环境的多样性，现场实测一直被作为研究卫星移动信道的重要方法。本章主要介绍国内外一些研究机构关于卫星移动信道特性的测试试验及其结果，主要包括美国国家航空航天局、欧洲航天局、日本通信研究实验室、澳大利亚电信研究所、中国电波传播研究所以及哈尔滨工业大学的相关测试试验与结果。

第5章卫星移动信道模型。卫星移动信道模型是在对卫星移动传播环境及其信道特性有了充分的分析后对它的一个抽象描述。在宽带、高频、高速移动的前提下，卫星移动传播环境显得十分复杂，不同的信道模型只能描述信道的一个或多方面的特征。本章主要介绍了单输入单输出卫星移动通信系统的3类典型信道模型，即经验模型、几何模型和概率统计模型。

第6章卫星移动信道特性模拟。卫星移动信道特性研究的另一重要方面是信道特性模拟，研究信道的仿真实现模型与理论模型的差异。信道模拟系统具体采用的信道仿真模型必须逼近理论模型。本章主要介绍了典型的卫星移动信道特性模拟方法，主要包括常用的两类软件模拟方法和典型的硬件信道模拟器。

第7章卫星移动多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）信道模型。新一代卫星移动通信系统中，为了满足宽带多媒体业务的传输要求，系统必须具有更高的传输速率和更高的频谱利用率。MIMO技术能够充分利用空间（或极化）分集和复用手段在空间域上获得更大的信道容量增益，从而满足新一代宽带卫星移动通信系统高传输速率、高传输性能和高业务容量的要求。本章在对卫星移动MIMO通信系统国内外相关现状分析的基础上，针对单星双极化卫星移动系统建立了基于马尔可夫链的多状态概率统计模型，并对模型进行了仿真实现。

本书相关的研究工作得到了国家自然科学基金项目（编号：91438205、91538104、62071146）、通信领域预先研究项目（编号：JZX6Y201907010341）等的资助，在此一并致谢。作者虽然力图在本书中涵盖卫星移动通信信道传播特性分析与建模的各个方面及其进展，但由于卫星移动通信本身一直处于发展变化中，且作者学识及经验有限，书中难免会有疏漏之处，恳请广大读者批评指正。