一种测控通信协同传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种测控通信协同传输方法及系统，属于测控通信领域，包括上行传输过程和下行传输过程；在上行传输过程中设有利用上行频偏解算输出的发送频偏补偿值对通信上行发送信号进行频偏补偿的发送频偏补偿过程；在下行传输过程中设有利用下行频偏解算输出的接收频偏补偿值对通信下行接收信号进行频偏补偿的接收频偏补偿过程。本发明专利技术可以在兼容现有测控通信传输体制的同时，实现测控和通信传输资源共享，通过测控信息辅助通信信号的发送和接收，有效降低地面站和卫星接收机的实现复杂度。杂度。杂度。

【技术实现步骤摘要】
一种测控通信协同传输方法及系统


[0001]本专利技术涉及测控通信领域，更为具体的，涉及一种测控通信协同传输方法及系统。

技术介绍

[0002]传统航天测控系统和卫星通信系统由于设计之初服务对象的不同，承载业务类型差异大，一般独立设计，独立部署。随着低轨卫星通信星座建设需求日益增多，一方面，大规模低轨卫星通信业务数据的落地需要建设大量的信关站，另一方面，大规模低轨卫星的日常管控同样需要建设大量的测控站。现有航天测控系统和卫星通信系统独立建设的方案将给大规模低轨卫星星座建设带来极大的成本压力。
[0003]为降低建设成本，目前业界的共识是将信关站和测控站进行统一建设，一套地面站同时具备信关站和测控站功能，实现测控和通信业务的同时传输。
[0004]一种测控通信同时传输方案是共站不共设备传输。测控和通信由于业务类型和传输速率要求的不同，一般在不同的频段上进行传输，比如采用S频段进行测控，Ka频段进行通信，共站不共设备传输方案要求为测控和通信功能配置独立的天线、信道和基带设备，系统设备复杂度较高，而且需占用多个频段。
[0005]另一种测控通信同时传输方案是共设备共信号传输。对于对通信的传输速率要求不高的场景，可以在传输信号上对测控和通信进行统一设计，采用非平衡QPSK信号，I、Q支路的码速率相同但信息速率不同，I支路侧重通信功能，信息速率在几kbps到十几Mbps之间；Q支路侧重测控功能，所调制的信息速率较低。该方案不仅可以复用天线、信道和基带等传输设备，而且实现了测控和通信的信号层面融合。但是新一代低轨卫星对通信传输速率的要求已经达到了上Gbps，现有方案无法支持如此高的数传速率，无法兼容现有技术体制与基带设备。
[0006]因此，现有技术无法满足大规模低轨星座测控通信共站建设、同时传输的要求，有必要提出一种新的低复杂度测控通信传输方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测控通信协同传输方法及系统，可以在兼容现有测控通信传输体制的同时，实现测控和通信传输资源共享，通过测控信息辅助通信信号接收，有效降低地面站和卫星接收机的实现复杂度。
[0008]本专利技术的目的是通过以下方案实现的：
[0009]一种测控通信协同传输方法，包括上行传输过程和下行传输过程；在上行传输过程中的通信上行发送基带处理中设有利用上行频偏解算输出的发送频偏补偿值对发送信号进行频偏补偿的发送频偏补偿过程，并利用上行频偏解算将通信上行发送基带处理的频偏信息与测控下行接收基带处理进行交联；在下行传输过程中的通信下行接收基带处理中设有利用下行频偏解算输出的接收频偏补偿值对接收信号进行频偏补偿的接收频偏补偿过程，并利用下行频偏解算将通信下行接收基带处理的频偏信息与测控下行接收基带处理
进行交联。
[0010]进一步地，在上行传输过程中，包括子步骤：
[0011]在地面站，测控信息打包后经过第一编码调制、组帧、扩频后，经过第一数字上变频变频到上行测控中频；同时，通信信息打包后经过第二编码调制、组帧、发送频偏补偿后，经过第二数字上变频变频到上行通信中频；
[0012]上行测控中频信号和上行通信中频信号经过合路后进入DAC、射频发送通道、双工器和天线实现上行信号发射；
[0013]在卫星，上行信号经天线、双工器、射频接收通道、功分器后分别进入星载测控基带和星载通信基带完成上行处理。
[0014]进一步地，在下行传输过程中，包括子步骤：
[0015]在卫星，星载测控基带和星载通信基带处理后的下行中频信号，经合路器、射频发送通道、双工器、天线实现下行信号发射；
[0016]在地面站，下行信号经天线、双工器、射频接收通道、ADC、分路后得到下行测控中频信号和下行通信中频信号；
[0017]下行测控中频信号经过第一数字滤波器、第一数字下变频、捕获、第一环路跟踪、第一解调译码、测控信息解析得到下行测控信息；同时，下行通信中频信号经过第二数字滤波器、第二数字下变频、下行频偏解算、接收频偏补偿、第二环路跟踪、第二解调译码、通信信息解析得到下行通信信息。
[0018]进一步地，所述发送频偏补偿过程包括子步骤：
[0019]上行频偏解算由捕获输出的频率估计值f
acq
、测控信息解析输出的钟差估计值σ
s
、预设的下行测控射频中心频率f
dw_TTC
和上行通信射频中心频率f
up_COM
解算得到发送频偏补偿值f
bias_up
，设计如下发送频偏补偿值计算公式：
[0020][0021]进一步地，所述接收频偏补偿过程包括子步骤：
[0022]下行频偏解算由捕获输出的频率估计值f
acq
、预设的下行测控射频中心频率f
dw_TTC
和下行通信射频中心频率f
dw_COM
解算得到接收频偏补偿值f
bias_dw
，设计如下接收频偏补偿值计算公式：
[0023][0024]进一步地，地面站和卫星的天线、双工器支持的工作频率范围大于上、下行测控和通信信号占用的最大频率范围。
[0025]进一步地，地面站的DAC和射频发送通道，卫星的射频接收通道和功分器支持的工作频率范围大于上行测控和通信信号占用的最大频率范围。
[0026]进一步地，卫星的合路器和射频发送通道，地面站的射频接收通道和ADC支持的工作频率范围大于下行测控和通信信号占用的最大频率范围。
[0027]进一步地，上行测控中频和上行通信中频的频率间隔至少大于上行测控信号带宽与上行通信信号带宽之和的一半；下行测控中频和下行通信中频的频率间隔至少大于下行
测控信号带宽与下行通信信号带宽之和的一半。
[0028]一种测控通信协同传输系统，包括基带处理装置、下行频偏解算单元、上行频偏解算单元、前端设备，所述基带处理装置包括测控下行接收基带处理单元、通信下行接收基带处理单元、测控上行发送基带处理单元、通信上行发送基带处理单元，在所述通信下行接收基带处理单元设有接收频偏补偿单元，在所述通信上行发送基带处理单元设有发送频偏补偿单元，所述发送频偏补偿单元与上行频偏解算单元连接，上行频偏解算单元与测控下行接收基带处理单元的捕获模块连接；所述接收频偏补偿单元与下行频偏解算单元连接，下行频偏解算单元与测控下行接收基带处理单元的捕获模块连接；所述基带处理装置的测控下行接收基带处理单元、测控上行发送基带处理单元以及通信下行接收基带处理单元、通信上行发送基带处理单元，共用所述前端设备。
[0029]本专利技术的有益效果包括：
[0030]本专利技术可以在兼容现有测控通信传输体制的同时，实现测控和通信传输资源共享，同时通过测控信息辅助通信信号接收，有效降低地面站和卫星接收机的实现复杂度。具体的，通过基带交联设计，利用频偏解算单元实现了测控基带处理单元和通信基带处理单元的频偏信息共享，相较于传统独本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测控通信协同传输方法，其特征在于，包括上行传输过程和下行传输过程；在上行传输过程中的通信上行发送基带处理中设有利用上行频偏解算输出的发送频偏补偿值对发送信号进行频偏补偿的发送频偏补偿过程，并利用上行频偏解算将通信上行发送基带处理的频偏信息与测控下行接收基带处理进行交联；在下行传输过程中的通信下行接收基带处理中设有利用下行频偏解算输出的接收频偏补偿值对接收信号进行频偏补偿的接收频偏补偿过程，并利用下行频偏解算将通信下行接收基带处理的频偏信息与测控下行接收基带处理进行交联。2.根据权利要求1所述的测控通信协同传输方法，其特征在于，在上行传输过程中，包括子步骤：在地面站，测控信息打包后经过第一编码调制、组帧、扩频后，经过第一数字上变频变频到上行测控中频；同时，通信信息打包后经过第二编码调制、组帧、发送频偏补偿后，经过第二数字上变频变频到上行通信中频；上行测控中频信号和上行通信中频信号经过合路后进入DAC、射频发送通道、双工器和天线实现上行信号发射；在卫星，上行信号经天线、双工器、射频接收通道、功分器后分别进入星载测控基带和星载通信基带完成上行处理。3.根据权利要求1所述的测控通信协同传输方法，其特征在于，在下行传输过程中，包括子步骤：在卫星，星载测控基带和星载通信基带处理后的下行中频信号，经合路器、射频发送通道、双工器、天线实现下行信号发射；在地面站，下行信号经天线、双工器、射频接收通道、ADC、分路后得到下行测控中频信号和下行通信中频信号；下行测控中频信号经过第一数字滤波器、第一数字下变频、捕获、第一环路跟踪、第一解调译码、测控信息解析得到下行测控信息；同时，下行通信中频信号经过第二数字滤波器、第二数字下变频、下行频偏解算、接收频偏补偿、第二环路跟踪、第二解调译码、通信信息解析得到下行通信信息。4.根据权利要求1或2任一所述的测控通信协同传输方法，其特征在于，所述发送频偏补偿过程包括子步骤：上行频偏解算由捕获输出的频率估计值f
acq
、测控信息解析输出的钟差估计值σ
s
、预设的下行测控射频中心频率f
dw_TTC
和上行通信射频中心频率f
up_COM
解算得到发送频偏补偿值f

【专利技术属性】
技术研发人员：刘田，张毅，袁田，马松，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十研究所，
类型：发明
国别省市：