一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统及方法技术方案

一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统及方法，其发送端根据预设的空时块编码矩阵对输入的基带符号序列进行空时块编码，编码后的结果通过若干条射频链路输出至若干根天线。本发明专利技术中，一方面通过将飞行器表面不相邻天线共用相同的射频链路的方式，达到不明显影响全向通信质量的情况下，降低设备硬件复杂度的效果；另一方面设计了一种支持多种射频链路数量配置的统一空时块编码的发送编码和接收检测方案，该方案能够满足任意两个空间飞行器间全向通信的需求并且允许发送端和接收端独立选择各自的天线数量及射频链路数量，从而解决不同天线数量和射频链路数量配置下的飞行器间全向通信的兼容问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统及方法
本专利技术涉及一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统及方法，属于数据链系统
，应用于飞行器间通信。
技术介绍
在许多协同空间飞行器系统中，飞行器间通信常常使用全向通信方式。这主要是因为全向通信在组网上具有很好的灵活性。对于此类场景，天线方向图(或合成天线方向图)的全向性是一个重要的参数指标。通常，在空间任意不同方向上的天线增益(或合成增益)的差异越小，系统全向通信的性能越好。然而实际中，空间飞行器间通信所使用的单根天线几乎都不是全向天线。为了获得近似全向的性能，常用的解决方式是在飞行器表面的不同位置(或象限)上布设天线，每一根天线指向不同的方向上而所有天线的主波束合起来能够覆盖空间任意方向。在传统的大多数空间飞行器全向通信中，发送端调制后的符号被功分器送往所有的天线上向外辐射。由于从不同位置辐射的电磁波在空间中存在干涉现象，在等效的合成天线方向图上会存在一处或多处深凹陷，从而影响全向通信的性能。近几年出现了通过空时编码来消除多根天线合成方向图中的深凹陷的较有效的方式。在空时编码家族中，空时块编本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统，其特征在于包括：N个飞行器，N大于等于2；其中一个飞行器作为发送端，其它N‑1个飞行器作为接收端；发送端的飞行器上设有NT根天线和MT条发送射频链路，NT大于等于MT且MT大于等于1；根据空时块编码矩阵完成对输入的基带调制符号序列的空时块编码，产生MT流空时块编码后的基带信号，每流分别对应MT条发送射频链路的一条，所得空时块编码后的基带信号再经过对应的发送射频链路进行上变频得到射频信号，根据发送射频链路与天线的对应关系，将射频信号送至NT根天线；在发送端，飞行器上两个不相邻的天线能够接收发送端的飞行器上同一条发送射频链路产生的射频...

【技术特征摘要】
1.一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统，其特征在于包括：N个飞行器，N大于等于2；其中一个飞行器作为发送端，其它N-1个飞行器作为接收端；发送端的飞行器上设有NT根天线和MT条发送射频链路，NT大于等于MT且MT大于等于1；根据空时块编码矩阵完成对输入的基带调制符号序列的空时块编码，产生MT流空时块编码后的基带信号，每流分别对应MT条发送射频链路的一条，所得空时块编码后的基带信号再经过对应的发送射频链路进行上变频得到射频信号，根据发送射频链路与天线的对应关系，将射频信号送至NT根天线；在发送端，飞行器上两个不相邻的天线能够接收发送端的飞行器上同一条发送射频链路产生的射频信号，并发送至空间；接收端的飞行器上设有NR根天线，MR条接收射频链路，NR大于等于MR且MR大于等于1；接收端的飞行器上的天线接收空间中的射频信号，根据接收天线与接收射频链路的对应关系，送至接收端的飞行器上的射频链路进行下变频得到基带信号，接收端的飞行器上两个不相邻的天线能够将接收的射频信号送至接收端的飞行器上同一条接收射频链路，再对基带信号进行接收检测完成对下变频后得到的基带信号空时块编码的解码，得到待解调的基带调制符号序列送至外部解调器。2.根据权利要求1所述的一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统，其特征在于：空时块编码矩阵的具体确定方法如下：对输入的基带调制符号序列的空时块编码时，先设置最大支持使用的发送射频链路数量为Mmax，得到一个支持Mmax根发送端天线的空时块编码的编码矩阵作为编码参考矩阵，记作Cref，该编码参考矩阵具有Q行Mmax列，发送端根据所使用的发送射频链路数量MT，从编码参考矩阵Cref中选择MT列组成一个Q行MT列的矩阵记作CT，矩阵CT作为发送端进行空时块编码所使用的空时块编码矩阵；编码输出的MT流基带信号，在每一流信号前增加正交的前导码，MT小于等于Mmax。3.根据权利要求1所述的一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统，其特征在于：接收检测完成对下变频后得到的基带信号空时块编码的解码，得到待解调的基带调制符号序列的方案如下：首先根据接收端的基带信号的前导码和信道检测技术，得到发送端第k条射频链路与接收端第l条射频链路间的基带信道系数，记作hk,l；l＝1,…，MR；k＝1，……，Mmax，发送端的发射射频链路的数量MT小于等于Mmax；对每一个基带信道系数hk,l进行过滤，得到修正的信道系数过滤公式如下：其中σ是可设置的门限值，|·|2表示取模平方，表示求不同k值下|hk,l|2的最大值；然后，利用修正后的信道系数根据Cref所对应的空时块编码接收检测算法，完成接收检测，从而恢复端发送端的基带调制符号序列即待解调的基带调制符号序列。4.根据权利要求2所述的一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统，其特征在于：发送端根据所使用的发送射频链路数量MT，从编码参考矩阵Cref中选择MT列组成一个MT列的矩阵作为CT，具体要求如下：从Cref中选择的MT列向量是任意不重复的，该MT列向量在矩阵CT中排列的先后顺序是任意的。5.根据权利要求3所述的一种基于空时块编码的低复杂度空间飞行器全向组网统一收发系统，其特征在于：接收检测过程中，首先根据接收端的基带信号的前导码和信道检测技术，得到发送端第k条射频链路与接收端第l条射频链路间的基带信道系数，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿健，闫新峰，程永生，孙涛，李骥，彭云，徐进，金文，马瑞，王煊，李化营，苏伟，赵洋，黄朝东，王伟伟，见其拓，刘佳琪，水涌涛，
申请(专利权)人：北京航天长征飞行器研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11