卫星载荷放大器性能研究与波形体制选择

 摘要：卫星通信系统波形体制的定义，是体制标准制定的基础工作之一。既要考虑到体制波形自身的特点，也要考虑到系统中器件特性对信号传播的影响。对OFDM体制波形、DFT-s-OFDM体制波形在经过载荷放大器后的射频特性进行测量；通过EVM、PAPR、信噪比解调门限、效率等指标，评估两种体制信号在单载波、四载波场景下的性能质量，进而对波形体制的选择给出建议。

关键词：波形体制；波形验证；OFDM；DFT-s-OFDM；EVM；BER

0  引言

卫星通信系统的组网形态和业务需求，给系统设计带来多项挑战。特别是卫星互联网超高速率传输需求，要求使用频谱利用率高的波形体制，以及几百兆赫兹甚至更宽的载波带宽。不仅体制设计复杂，也给器件实现带来挑战。在传统的卫星通信中，DVB信号体制广泛应用，而近年来，3GPP、ITU等组织均提出了基于5G的星地融合通信体制设计理念，并开展相关的研究验证。OFDM体制信号由于频谱效率高、抗多径能力强、频谱资源分配灵活而备受推崇。在地面5G系统中，下行选择OFDM体制，保证信号传输质量。上行使用DFT-s-OFDM体制，最大程度降低信号峰均比。而卫星通信由于功率受限，要求更低的信号峰均比，对波形体制提出更高的设计要求。此外，体制设计与还应考虑硬件实现方案和器件特性匹配性。目前，卫星载荷的设计方案，倾向于每个射频通道承载多个波束的信号，信号的叠加效应需要在体制设计初期给予考虑。射频器件非线性对信号特性的影响也需要进行摸底验证。本文基于一种载荷放大器，对两种体制信号波形在经过放大器后的特性进行验证&#x

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