基于OFDM技術的HAPS通信系統模型分析

關向偉

【摘要】 OFDM技術作為新型的無線通信技術，由于其自身所具有的一系列優點，受到了相關人員的廣泛關注與高度重視，現已被廣泛應用于HAPS通信系統中，發揮著極其重要的作用。通過對OFDM技術進行簡單的描述，了解其主要內容與相關優點。在此基礎上，針對基于OFDM技術的HAPS通信系統模型，進行一系列的研究分析。

【關鍵詞】 OFDM技術 HAPS 通信系統 模型

隨著科學技術的不斷發展進步，我國HAPS通信系統取得了極大的成就，為人們提供了極大的便利。相關人員在對其進行探索的過程中，OFDM技術由于其自身所具有的一系列優點，受到了人們的關心與重視，被應用于HAPS通信系統中。本文主要針對以OFDM技術作為基礎的HAPS通信系統模型，進行一系列的研究分析。借此平臺，與各位相關人員進行交流討論。

一、簡述OFDM技術

OFDM技術，即正交頻分復用技術，主要是通過將信道分為若干正交子信道，促使高速數據信號轉換為并行低速子數據流，以減少子信道相互干擾現象的出現，保證數據、信息高效、準確傳輸。其作為新一代無線通信核心技術，經過一段時期的發展，已逐漸趨于成熟?，F階段，其主要具有以下幾個方面的優點：

1.頻譜效率高。以OFDM技術作為基礎的多址技術OFDMA，即正交頻分多址，可以實現各個用戶之間的正交性，進而避免相互之間出現干擾現象。

2.帶寬擴展性強。由于OFDM系統中所使用的子載波數量會對其帶寬產生一系列重要的影響，因此，OFDM系統具有小到幾百khz（千赫茲），大到幾百mhz（兆赫茲）的帶寬擴展性。

3.抗多徑衰落。OFDM技術中的每一個子載波上的信道都可以看作為水平衰落信道，降低了接收機均衡器的復雜程度。

4.頻譜資源靈活分配。OFDM技術可以根據實際情況，對自身子載波進行選擇，實現動態頻域的資源分配，獲得最佳的系統性能。

5.有利于MIMO（多天線）系統的實現。通過運用OFDM系統，可以將MIMO系統帶來的額外復雜度控制在一定水平下，減輕其影響。

二、基于OFDM技術的HAPS通信系統模型

基于OFDM技術的HAPS通信系統與傳統的衛星通信系統相比，具有信道容量高、傳輸時間短、自由空間衰落低等一系列優點，主要包括以下三個部分：

1.地面段。其主要包括用戶終端、網關以及蜂窩小區等部分，對于平流層平臺與地面相關通信設備之間的通信具有極其重要的作用。2.空中段。空中段作為HAPS通信系統模型中的核心部分，主要是由平流層各個平臺組成，對于其相互之間的通信具有重要的影響。3.網絡管理控制段。其主要包括各個HAPS高空平臺的地面網絡管理控制中心，以對網絡與資源進行管理和分配。

現階段，我國基于OFDM技術的HAPS通信系統模型主要包括：

1.無線傳輸信道模型。其主要包括兩個部分，一是無線傳輸信道大尺度衰落信道模型，其主要是對接收機在空間某一位置時接收信號功率平均值受信道影響的反映，可以用來對無線覆蓋范圍的大小進行預測。二是無線傳輸小尺度衰落信道，其主要是指短距離或者短時間內接受信號強度經歷的變化，是對無線信號多徑傳輸現象影響的反映，包括兩個特征：1）信號在多徑信道中傳輸，導致其到達接收機的時間有所差別，進而引發頻率發生選擇性衰落。2）接收機與發射機之間的相對移動，會導致時間選擇性衰落。

2.信道統計模型。由于無線信道具有隨機性，所以，相關人員在對信道特征進行描述的過程中，主要采用統計信道模型。現階段，我國的信道統計模型主要包括瑞利信道、萊斯信道、LOO信道等。這三種信道類型各有自己不同的優缺點，因此，相關人員應根據實際情況對其進行選擇，以使其滿足具體需求。3.HAPS高空無線信道模型。通常情況下，HAPS平臺都是出于20km以上的高空，與地面接收機之間具有視距傳輸，因此，通常運用自由空間傳輸模型來對HAPS的衰落進行描述。需要注意的是：在這一過程中，多徑衰落、多普勒頻移等因素都會對HAPS小尺度衰落產生一定程度的影響，必須對其給予高度的重視。

三、結束語

綜上所述，科學技術的快速發展直接帶動了通信技術的不斷進步，給我國居民帶來了極大的便利。相關人員在對其進行研究的過程中，OFDM技術作為一種新型的通信技術手段，由于其自身所存在的一系列優點，受到了人們的關心與重視，被廣泛應用于HAPS通信系統中，提高信息傳輸質量與傳輸效率。

參 考 文 獻

[1]葛玥.基于OFDM技術的HAPS通信系統模型及仿真研究[D].北京交通大學，2015，（6）.

[2]賀航.基于OFDM的電力線通信技術研究[D].蘇州大學，2015，（4）.

[3]夏融、董云剛、陳濤.基于OFDM的中低通信頻段GEO移動衛星通信系統模型設計與特點分析[J].通信與廣播電視，2015，（3）：20-25.