LEO移动卫星通信系统由于具有较短的在LEO卫星系统中,由于链路的长时延以及卫星的快速移动,为了保证自适调制编码、波束赋形等技术的有效性,信道状态信息的预测获取是必不可少的。
A.信道模型
卫星移动通信系统中接收信号可以表示为:

B.卫星移动信道的可预测性
在LEO卫星通信系统中,由于卫星所处位置较高,因此卫星通信系统中一般会都有直射路径的存在,而反射等多径分量比地面蜂窝通信系统中要少一些,在不考虑频率选择性的情况下,信道是可预测的。在不同的信道衰落状态,多径引起状态内的信号频率选择性衰落,衰落过程可以采用瑞利分布进行描述,相对于由遮蔽引起的大尺度衰落来讲,此过程是一个快衰落过程。多径信号在用户移动过程中会发生多普勒频移,造成信道的时间选择性衰落。多普勒频移越大,信道相关时间越短,变化越快,此时信道的相关性将决定信道短时内的可预测性。只要选择合理的信道相关时间,对卫星信道的预测即是可行的。下面我们简单介绍两种较为常用的预测模型,ARIMA和HAllen提出的长时预测模型。
1) ARIMA模型
ARIMA是一种常用的时间序列预测模型,这个模型一旦被识别后就可以从时间序列的过去值及现在值来预测未来值,包括移动平均过程(MA)、自回归过程(AR)、自回归移动平均过程(ARMA)以及ARIMA过程。这个模型已经被证明在进行短时预测时有很好的性能,并且具有娇小的计算复杂度。但是,由于此模型是根据序列的相关特性来进行预测的,当所需预测时长增加时,由于相关性越来越差,得到的结果也越来越不准确。