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随着卫星通信的不断发展,基于卫星协作的空间通信形式与地面通信形成互补,使全球通信和未来空天地一体化通信成为可能。在空间通信中,由于存在非对称传输和特殊条件的信道,从而导致系统性能较差。其中,因为空间通信的覆盖范围广,并且多个通信节点位于不同地理位置,而出现非对称传输。此外,恶劣天气和障碍物遮挡等环境因素的双重影响,使得空间通信的信道更为特殊。因此,为了提高空间通信系统的性能,本文开展基于卫星协作的空间信息传输性能分析。首先,针对基于卫星协作的空间信息非对称传输问题,我们提出一种新型基于分层调制与网络编码的空间信息传输方案,即HM-NC（Joint Hierarchical Modulation and Network Coding,HM-NC）。在双源节点-单中继节点-单目的节点的空间信息传输系统中,地面节点之间信道模型服从瑞利分布,星地之间的信道模型使用单状态阴影莱斯衰落来描述。两个源节点将速率不一致的信息传输到卫星中继节点,中继卫星对收到的信息进行解码校验,继而利用HM-NC方案处理非对称数据。同时通过分析空间通信系统中每个节点传输情况,推导系统误比特率、吞吐量以及接入概率等公式,并且仿真比较本文方法和传统补零方法以及机会用户选择策略（Opportunistic User Selection,OUS）等传统解决非对称问题方案,结果表明HM-NC方案能有效降低系统误比特率,增加吞吐量。其次,针对基于Ka频段卫星协作的空间通信信道受到天气和环境双重因素影响的问题,本文首先建立一种新型两状态-三等级Ka频段信道模型,即雨天-阴影莱斯衰落和晴天-阴影莱斯衰落。其中在每种状态模型下,根据阴影对信号的影响程度不同分为轻度阴影莱斯衰落、平均阴影莱斯衰落和深度阴影莱斯衰落三个等级。在两状态-三等级信道模型基础上,设计Ka频段卫星协作的空间信息自适应传输方案。此方案选择七种适合应用在空间通信中的编码调制方式,设定系统的最大误比特率为10-6,然后分别在两状态-三等级信道条件下通过仿真误比特率、计算信噪比阈值、选择编码调制（Modulation and Coding Selection,MCS）方案等步骤设计Ka频段空间通信的自适应传输方案。最后,仿真表明基于Ka频段卫星协作的空间信息自适应传输方案相比某种固定的编码调制方案,在误比特率一定情况下有效地提高系统吞吐量和频谱利用率。