【技术实现步骤摘要】
接收端、发射端数字信道化波束成形装置、系统和方法
[0001]本专利技术属于卫星通信
，特别是指一种接收端、发射端数字信道化波束成形装置、系统和方法。
技术介绍
[0002]得益于相控阵天线技术的发展，多波束卫星通信载荷以其高天线增益、多波束覆盖和支持波束间频率复用等优点受到越来越多的重视和应用。为了适应蜂窝状同时多点多波束覆盖，充分利用宝贵的卫星资源，卫星载荷开始从传统的弯管式转发向处理交换发展，具有灵活的空域、频率域资源调配能力，为端到端的单跳通信奠定基础。为了实现上述空域、频率域，甚至是功率域的灵活调度调配，支持星载移动通信业务、物联网业务和带宽数据接收业务等多种应用，需要设计复杂的载荷功能，并且具备在轨能力升级，这与控制星载处理载荷重量功耗的诉求产生了矛盾。通过优化卫星载荷功能、载荷硬件、处理资源等，开展一体化设计，在一定程度上可减缓上述矛盾。
[0003]但是，目前大部分卫星系统采用数字多波束成形与信号处理分别各自实现的架构，接口相对简单。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种接收端数字信道化波束成形装置，其特征在于，包括FFT处理模块和接收DBF处理模块；其中，FFT处理模块接收由馈源接收的阵列信号，完成星上FFT处理，然后送入接收DBF处理模块；接收DBF处理模块对输入信号进行多波束成形，得到可用于“空/频”交换的各波束不同用户子带信号。2.一种发射端数字信道化波束成形装置，其特征在于，包括发射DBF处理模块和IFFT处理模块；其中，发射DBF处理模块接收用户子带信号，完成用户子带拼接和发射波束形成，然后送入IFFT处理模块；IFFT处理模块对输入信号进行IFFT处理，然后发送至馈源。3.一种数字信道化波束成形系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的接收端数字信道化波束成形装置和如权利要求2所述的发射端数字信道化波束成形装置，接收端装置将波束成形后的信号经空频交换后，送到发射端装置。4.一种接收端数字信道化波束成形方法，其特征在于，使用如权利要求1所述的装置进行数字多波束成形，实现接收端的空域波束信号和频率域用户子带信号拆分，包括以下步骤：步骤1，FFT处理：从馈源接收的Q个宽带时域信号y
ql
＝y
q
(lΔT)，q＝1，2
…
Q，l＝1，2，3
…
，包含了频分和空分复用的多个波束信号，每个波束包含频分复用的多个用户子带信号，其中带宽为W，采样频率f
s
＞W，采样间隔假设最小交换载波宽度为Δf，系统全频带FFT的点数为M，则M的选择满足FFT子载波间隔假设后续步骤中的频域滤波阶数为L，采用重叠保留法或重叠相加时域截取法对时域采样序列y
ql
进行分段；对时域截取的每段信号分别做M点的FFT：其中，W
M
＝e
‑
j2π/M
；然后，按照波束频率复用规则把Q个馈源全频带频域信号x
qm
划分成多个波束频域信号；步骤2，接收DBF处理：假设一共N个波束，通过波束成形恢复出N个波束的信号：其中，V
n
，n＝1
…
N表示与第n个波束相关联的馈源和子载波集合，ω
qn
是第n个波束第q个馈源的波束成形系数；按照用户频率复用规则，根据每个用户占用的子带对子载波进行分组、频域滤波，得到每个波束中每个用户的频域信号：
d
nm
＝H
um
r
nm
，m∈U
u
其中，U
u
表示第u个用户子带的子载波集合，H
um
是第u个用户在第m个子载波的频域滤波系数。5.根据权利要求4所述的一种接收端数字信道化波束成形方法，其特征在于，采用重叠保留法对时域采样序列y
ql
进行分段的具体方式为，每段样点长M，且各相邻段之间重叠L
‑
1个采样点，得到每段信号采用重叠相加时域截取法对时域采样序列y
ql
进行分段的具体方式为，将输入信号分成不重叠的段，每段的长度为M
‑
L+1个样点，然后通过在每段段首添加L
‑
1个零的方法将每段的长度扩充到M，得到每段信号6.一种发射端数字信道化波束成形方法，其特征在于，使用如权利要求2所述的装置进行以IFFT处理为基础的数字多波束成形，实现发射端的用户子带信号拼接和空域多波束信号成形，包括以下步骤：步骤1，发射DBF处理：经过空频交换后的用户子带信号，按照用户转发的空间和频率复用规则，重新把同一个波束不同用户子带的信号拼接在一起；然后，由发射多波束成形，形成多通道发送数据；每个波束的信号由多个馈源发送，其中由第q个馈源发送的信号为：x
qnm
＝μ
qn
d
nm
技术研发人员：李靖，赵明，张秀军，周坡，刘彦刚，智开宇，冯世强，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
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