基于OFDM技术的HAPS通信系统模型分析

关向伟

【摘要】 OFDM技术作为新型的无线通信技术，由于其自身所具有的一系列优点，受到了相关人员的广泛关注与高度重视，现已被广泛应用于HAPS通信系统中，发挥着极其重要的作用。通过对OFDM技术进行简单的描述，了解其主要内容与相关优点。在此基础上，针对基于OFDM技术的HAPS通信系统模型，进行一系列的研究分析。

【关键词】 OFDM技术 HAPS 通信系统 模型

随着科学技术的不断发展进步，我国HAPS通信系统取得了极大的成就，为人们提供了极大的便利。相关人员在对其进行探索的过程中，OFDM技术由于其自身所具有的一系列优点，受到了人们的关心与重视，被应用于HAPS通信系统中。本文主要针对以OFDM技术作为基础的HAPS通信系统模型，进行一系列的研究分析。借此平台，与各位相关人员进行交流讨论。

一、简述OFDM技术

OFDM技术，即正交频分复用技术，主要是通过将信道分为若干正交子信道，促使高速数据信号转换为并行低速子数据流，以减少子信道相互干扰现象的出现，保证数据、信息高效、准确传输。其作为新一代无线通信核心技术，经过一段时期的发展，已逐渐趋于成熟。现阶段，其主要具有以下几个方面的优点：

1.频谱效率高。以OFDM技术作为基础的多址技术OFDMA，即正交频分多址，可以实现各个用户之间的正交性，进而避免相互之间出现干扰现象。

2.带宽扩展性强。由于OFDM系统中所使用的子载波数量会对其带宽产生一系列重要的影响，因此，OFDM系统具有小到几百khz（千赫兹），大到几百mhz（兆赫兹）的带宽扩展性。

3.抗多径衰落。OFDM技术中的每一个子载波上的信道都可以看作为水平衰落信道，降低了接收机均衡器的复杂程度。

4.频谱资源灵活分配。OFDM技术可以根据实际情况，对自身子载波进行选择，实现动态频域的资源分配，获得最佳的系统性能。

5.有利于MIMO（多天线）系统的实现。通过运用OFDM系统，可以将MIMO系统带来的额外复杂度控制在一定水平下，减轻其影响。

二、基于OFDM技术的HAPS通信系统模型

基于OFDM技术的HAPS通信系统与传统的卫星通信系统相比，具有信道容量高、传输时间短、自由空间衰落低等一系列优点，主要包括以下三个部分：

1.地面段。其主要包括用户终端、网关以及蜂窝小区等部分，对于平流层平台与地面相关通信设备之间的通信具有极其重要的作用。2.空中段。空中段作为HAPS通信系统模型中的核心部分，主要是由平流层各个平台组成，对于其相互之间的通信具有重要的影响。3.网络管理控制段。其主要包括各个HAPS高空平台的地面网络管理控制中心，以对网络与资源进行管理和分配。

现阶段，我国基于OFDM技术的HAPS通信系统模型主要包括：

1.无线传输信道模型。其主要包括两个部分，一是无线传输信道大尺度衰落信道模型，其主要是对接收机在空间某一位置时接收信号功率平均值受信道影响的反映，可以用来对无线覆盖范围的大小进行预测。二是无线传输小尺度衰落信道，其主要是指短距离或者短时间内接受信号强度经历的变化，是对无线信号多径传输现象影响的反映，包括两个特征：1）信号在多径信道中传输，导致其到达接收机的时间有所差别，进而引发频率发生选择性衰落。2）接收机与发射机之间的相对移动，会导致时间选择性衰落。

2.信道统计模型。由于无线信道具有随机性，所以，相关人员在对信道特征进行描述的过程中，主要采用统计信道模型。现阶段，我国的信道统计模型主要包括瑞利信道、莱斯信道、LOO信道等。这三种信道类型各有自己不同的优缺点，因此，相关人员应根据实际情况对其进行选择，以使其满足具体需求。3.HAPS高空无线信道模型。通常情况下，HAPS平台都是出于20km以上的高空，与地面接收机之间具有视距传输，因此，通常运用自由空间传输模型来对HAPS的衰落进行描述。需要注意的是：在这一过程中，多径衰落、多普勒频移等因素都会对HAPS小尺度衰落产生一定程度的影响，必须对其给予高度的重视。

三、结束语

综上所述，科学技术的快速发展直接带动了通信技术的不断进步，给我国居民带来了极大的便利。相关人员在对其进行研究的过程中，OFDM技术作为一种新型的通信技术手段，由于其自身所存在的一系列优点，受到了人们的关心与重视，被广泛应用于HAPS通信系统中，提高信息传输质量与传输效率。

参 考 文 献

[1]葛玥.基于OFDM技术的HAPS通信系统模型及仿真研究[D].北京交通大学，2015，（6）.

[2]贺航.基于OFDM的电力线通信技术研究[D].苏州大学，2015，（4）.

[3]夏融、董云刚、陈涛.基于OFDM的中低通信频段GEO移动卫星通信系统模型设计与特点分析[J].通信与广播电视，2015，（3）：20-25.