一种卫星通信方法技术

本发明专利技术公开了一种卫星通信方法，其用于实现卫星与中心控制器之间的N个通道数据的传输。该卫星配备有星上发送端与卫星接收端，该中心控制器配备有与该星上发送端相对应的M个地面站接收端和与该卫星接收端相对应的M个地面站发射端。该星上发送端具有分别指向M个地面站接收端的M个发射天线和指向M个地面站发射端的M个接收天线，每个地面站也对应该星上发送端与卫星接收端设置相同的1个接收天线和1个发射天线。本发明专利技术涉及采用空间复用、频分复用和极化复用相结合的技术途径进行多个通道数据的星地馈电传输，相对传统的时分复用和码分复用传输方式，结构简洁明了，没有复杂的数字信号处理及高精度同步需求，易于实现，稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星通信中的传输手段，具体是一种卫星通信方法，涉及空间复用、频分复用和极化复用相结合的传输方法，其目的在于保证大容量数据在星地馈电链路之间有效传输，可用作卫星通信、测控等多个领域。
技术介绍
基于地面数字波束形成的卫星通信的特点是星地馈电链路需要传输星上所有通道的数据，数据量较大。另外，由于星地无线信道大气环境、电磁环境复杂，会使信道失真，要求失真引起的性能恶化满足指标要求；由于成本、性能的限制，要求星上系统减小复杂度；由于星地馈电存在频率资源受限的问题，应合理降低带宽需求。解决基于地面数字波束形成的卫星通信系统星地馈电链路大数据量信息的有效传输应综合考虑以上各种因素，根据应用场景、实际条件，做出最佳的选择。常用的时分复用(TDM)传输体制，多个通道的信号分时经星地馈电无线信道传输。无论是前向链路还是返向链路，同一时刻均只传一个通道的数据。这种传输方法缺点是星上需要控制设备和同步设备，同步精度要求高，数字信号处理量大且复杂。对于码分复用(CDM)传输体制，不同通道的信号用不同的伪码进行扩频调制传输，在接收端用一组相同的伪码解扩处理，恢复出各通道信息。这种方法的缺点是发射端需要增加扩频信号处理设备，同时，接收端需要增加扩频信号解扩设备，整个通信系统信号处理复杂，并且CDM存在多址干扰，不利于实现。
技术实现思路
基于地面数字波束形成的卫星通信系统存在馈电链路需要传输星上所有通道数据的挑战，传统的TDM和CDM传输方法，存在数字信号处理复杂、同步精度高、控制复杂的问题，为了解决这一问题，本专利技术提出了一种卫星通信方法。本专利技术是这样实现的，1.一种卫星通信方法，其用于实现卫星与中心控制器之间的N个通道数据的传输，每个通道数据带宽相同为mMHz，该卫星配备有星上发送端与卫星接收端，该中心控制器配备有与该星上发送端相对应的M个地面站接收端和与该卫星接收端相对应的M个地面站发射端；该星上发送端具有分别指向M个地面站接收端的M个发射天线和指向M个地面站发射端的M个接收天线，每个地面站也对应该星上发送端与卫星接收端设置相同的1个接收天线和1个发射天线；该卫星通信方法包括以下步骤：把N个通道数据依次分成N/M个通道数据分别分配给M个发射天线；把每个发射天线上的N/M个通道数据再依次平均分为两组，每组N/(2M)个通道数据；把前N/(2M)个通道数据进行频分复用后，分别调制到中心频点f1+iΔ上，其中，f1为起始频率，i＝0，1，…，N/(2M)-1，Δ为相邻频率间隔；把后N/(2M)个通道数据进行频分复用后，分别调制到中心频点f1+Δ/2+iΔ上；把对应同一个发射天线的两组频分复用信号分别进行上变频射频处理后，送入相应发射天线进行发射；每个接收天线接收相应发射天线的两组发射信号后，分别进行滤波、放大、变频射频处理；然后分别进行解频分复用后分别得到N/(2M)个通道数据，共计N/M个通道数据。作为上述方案的进一步改进，每个通道数据频点间隔保留信号隔离带宽。作为上述方案的进一步改进，该发射天线与该接收天线均为双极化天线，该双极化天线取相应N/M个通道数据的一半通道数据为水平极化信号，另一半通道数据为垂直极化信号。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术采用频分复用的传输方式，通过将不同通道信号的频谱搬移到互不重叠的频带内实现频率复用，和TDM和CDM传输方式相比，不需要复杂的同步设备、扩频及解扩处理等数字信号处理设备、控制设备等，降低了系统的复杂度；2、本专利技术频分复用的方法，不同于TDM和CDM复用方式只能在数字域实现，频分复用既可以在数字域上实现，也可以在模拟域上实现；3、本专利技术采用空分+频分+极化传输体制，使得系统带宽大大减小，明显降低了系统对频谱资源的需求。附图说明图1为本专利技术所述卫星通信方法的框架图；图2为本专利技术所述的5个通道频分复用图；图3为本专利技术所述的水平极化和垂直极化示意图；图4为本专利技术所述的极化复用示意图；图5为本专利技术所述卫星通信方法的框架图的扩展图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术的卫星通信方法用于实现卫星与中心控制器之间的N个通道数据的传输，每个通道数据带宽相同为mMHz，该卫星配备有星上发送端与卫星接收端，该中心控制器配备有与该星上发送端相对应的M个地面站接收端和与该卫星接收端相对应的M个地面站发射端；该星上发送端具有分别指向M个地面站接收端的M个发射天线和指向M个地面主占发射端的M个接收天线，每个地面站也对应该星上发送端与卫星接收端设置相同的1个接收天线和1个发射天线。该发射天线与该接收天线均为双极化天线，该双极化天线取相应N/M个通道数据的一半通道数据为水平极化信号，另一半通道数据为垂直极化信号。该卫星通信方法包括以下步骤。一：把N个通道数据依次分成N/M个通道数据分别分配给M个发射天线；把每个发射天线上的N/M个通道数据再依次平均分为两组，每组N/(2M)个通道数据；把前N/(2M)个通道数据进行频分复用后，分别调制到中心频点f1+iΔ上，其中，f1为起始频率，i＝0，1，…，N/(2M)-1，Δ为相邻频率问隔；把后N/(2M)个通道数据进行频分复用后，分别调制到中心频点f1+Δ/2+iΔ，上；把对应同一个发射天线的两组频分复用信号分别进行上变频射频处理后，送入相应发射天线进行发射。每个通道数据频点间隔保留信号隔离带宽。二：每个接收天线接收相应发射天线的两组发射信号后，分别进行滤波、放大、变频射频处理；然后分别进行解频分复用后分别得到N/(2M)个通道数据，共计N/M个通道数据。接下去进行详细的举例说明。实施例1：本专利技术的一个实施例是卫星具有20个通道数据需要传输到地面，每个通道数据带宽相同为6MHz，星上具有两个发射天线，分别指向地面站1和地面站2，参见图1。星上首先把20个通道中的前10个分配给发射天线1，把后10个分配给发射天线2；然后，把天线1上的10个通道再平均分为两组，每组5个通道，把前5个通道信号使用频分复用1进行频分复用，分别调制到中心频点(f1+iΔ，0.，i＝01，…，4)上，考虑信号之间的频带保护间隔，Δ取为10MHz，把后5个通道信号使用频分复用2进行频分复用，为了增加两组信号的隔离度，把后五个通道分别调制到中心频点(f1+Δ/2+iΔ，i＝0，1，…，4)上，最后把两组频分复用信号进行上变频等射频处理，然后送入水平和垂直发射双极化天线1进行发射；后10个通道也进行同样的处理，在水平和垂直发射双极化天线2进行发射；地面站1的接收双极化天线1接收发射天线1的信号，对水平和垂直极化信号分别进行滤波、放大、变频等射频处理，然后进行解频分复用，分别得到5个通道的信号，共计10个通道的信号；同时，地面站2的接收双极化天线2接收星上发射双极化天线2的信号，对水平和垂直极化信号分别进行滤波、放大、变频等射频处理，然后进行解频分复用，分别得到5个通道的信号，共计10个通道的信号；最后，两个地面站的通道信号送入中心控制器，中心控制器可以得到20个通道的信号。本系统中5个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星通信方法，其用于实现卫星与中心控制器之间的N个通道数据的传输，每个通道数据带宽相同为m MHz，该卫星配备有星上发送端与卫星接收端，该中心控制器配备有与该星上发送端相对应的M个地面站接收端和与该卫星接收端相对应的M个地面站发射端；该星上发送端具有分别指向M个地面站接收端的M个发射天线和指向M个地面站发射端的M个接收天线，每个地面站也对应该星上发送端与卫星接收端设置相同的1个接收天线和1个发射天线；其特征在于：该卫星通信方法包括以下步骤：把N个通道数据依次分成N/M个通道数据分别分配给M个发射天线；把每个发射天线上的N/M个通道数据再依次平均分为两组，每组N/(2M)个通道数据；把前N/(2M)个通道数据进行频分复用后，分别调制到中心频点f1+iΔ上，其中，f1为起始频率，i＝0，1，…，N/(2M)‑1，Δ为相邻频率间隔；把后N/(2M)个通道数据进行频分复用后，分别调制到中心频点f1+Δ/2+iΔ，上；把对应同一个发射天线的两组频分复用信号分别进行上变频射频处理后，送入相应发射天线进行发射；每个接收天线接收相应发射天线的两组发射信号后，分别进行滤波、放大、变频射频处理；然后分别进行解频分复用后分别得到N/(2M)个通道数据，共计N/M个通道数据。...

【技术特征摘要】
1.一种卫星通信方法，其用于实现卫星与中心控制器之间的N个通道数据的传输，每个通道数据带宽相同为mMHz，该卫星配备有星上发送端与卫星接收端，该中心控制器配备有与该星上发送端相对应的M个地面站接收端和与该卫星接收端相对应的M个地面站发射端；该星上发送端具有分别指向M个地面站接收端的M个发射天线和指向M个地面站发射端的M个接收天线，每个地面站也对应该星上发送端与卫星接收端设置相同的1个接收天线和1个发射天线；其特征在于：该卫星通信方法包括以下步骤：把N个通道数据依次分成N/M个通道数据分别分配给M个发射天线；把每个发射天线上的N/M个通道数据再依次平均分为两组，每组N/(2M)个通道数据；把前N/(2M)个通道数据进行频分复用后，分别调制到中心频点f1+iΔ上，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张峰，
申请(专利权)人：宁波市鄞州意诺工业设计有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33