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卫星通信因为其覆盖广、传输容量大以及频带较宽等特点,逐渐成为了全球通信系统中不可或缺的一环。随着近年来宽带多媒体等业务的需求量增大,Ka波段宽带卫星通信系统已经开始慢慢取代传统的C波段卫星通信系统。但是Ka波段卫星通信系统的信道衰落情况较为严重,尤其受雨衰影响较大。因此,将协作分集技术与空时分组码结合并引入到宽带卫星通信系统中,可以有效抵抗信道衰落带来的问题。同时,在协作分集系统中采用合适的中继选择及功率控制等资源管理策略,可以进一步有效提升宽带卫星通信系统的性能。本文在对宽带卫星通信系统及信道特点进行研究的基础上,提出了适用于Ka波段宽带静止轨道卫星通信系统的卫星协作通信方案；此外,基于所提出的卫星协作通信方案,本文还对最佳中继选择以及自适应功率分配等资源管理策略进行了研究,并取得了一些创新性研究成果；最后,本文进一步将Alamouti空时分组码与协作分集技术结合,提出了两种空时协作方案并引入到宽带卫星通信系统中进行相关性能研究：1、为了降低宽带卫星通信系统信道衰落对系统性能的影响,本文将协作分集技术引入到卫星通信系统中,提出卫星协作通信方案。该方案针对Ka波段卫星信道的特点,引入协作分集以提升系统的误码率性能。研究结果表明,协作分集技术的引入能够在一定程度上对抗雨衰带来的影响并提升宽带卫星通信系统的性能。2、针对所提出的宽带卫星协作通信方案,本文提出了适用于该系统的相关资源管理策略：最佳中继选择策略以及自适应功率分配策略。其中,最佳中继选择策略结合卫星信道瞬时特性选取当前最合适的节点完成协作通信；自适应功率分配策略在总功率一定的情况下以最大化目的节点瞬时接收信噪比为目标进行功率的分配。研究结果表明,相应的资源管理策略都能较大程度提升宽带卫星协作通信系统的性能。3、协作分集技术给宽带卫星通信系统带来了分集增益,本文进一步将Alamouti空时分组码以及分布式空时分组码与协作分集技术结合并应用于卫星通信系统,使得系统在获得分集增益的同时也获得了编码增益。研究结果表明,引入Alamouti空时分组码能够进一步提升宽带卫星协作通信系统的误码率性能。