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随着我国交通运输体系的不断发展,包括高铁、飞机在内的高速移动通信的需求日益增加,同时伴随着移动互联网浪潮,人们对语音、数据业务等的需要也越来越强烈,卫星移动通信作为移动通信的重要组成部分,不仅可以提供大容量、广覆盖的移动通信服务,而且可以构成空天地的立体化移动通信网,对正在运动中的汽车、火车、轮船、飞机、个人提供特殊的通信服务。高铁作为我国运输体系的重要组成部分,卫星移动通信系统可以利用其广覆盖大容量特性,能够有效解决信号在地面移动通信系统中面临的越区切换、多普勒频移等问题,提高通信的可靠性和有效性。然而卫星高速移动通信在传输技术上面临着巨大的挑战。一方面高铁等移动台在行进过程中受周围环境的影响,信道呈现多变的状态,如何克服信道衰落的影响实现通信的高效传输是亟需解决的问题。另一方面,卫星移动通信系统需要为高速移动的移动台提供高宽带的通信服务,这就对系统的传输效率提出了较高的要求。论文在基于卫星移动通信DVB-RCS协议标准的背景基础之上,针对高铁卫星移动通信系统,从信道模型的建立、信道预测算法的提出以及信号高效传输技术应用等三个方面,研究了应用于卫星高速移动通信的高效传输技术。论文的主要研究工作如下:(1)在研究DVB-RCS协议标准和卫星移动通信信道模型的基础上,综合考虑我国高铁在移动过程中所经历的场景,分析不同场景下的信道衰落情况,建立适合针对高铁的卫星移动通信的信道模型。结合高铁卫星移动通信的信道相干特性,研究信道的可预测性。(2)在分析信道预测算法的基础上,结合高铁卫星移动通信的信道环境,提出一种结合最小均方滤波和马尔可夫三状态的信道预测算法并仿真验证,分析不同状态下信道预测算法的误差和不同参数对预测性能的影响,与常见的信道预测算法进行性能比较,研究结果表明,基于LMS滤波和马尔可夫过程的信道预测算法能够在卫星高速移动通信系统中获得良好的预测性能。(3)研究卫星高速移动通信系统的高效传输策略,依据宽带卫星移动通信系统低误码、高利用率的原则,提出一种面向高铁的高效综合传输策略,包括基于信道预测结果的重传和可变速率的编码的策略,仿真分析了在采取所提出的传输策略下的系统吞吐量和用户服务质量的提升,研究结果表明,基于信道预测结果采取的重传和可变速率编码等策略能够有效提升系统的吞吐量,并带来用户服务质量的提升。