一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)及其前向標(biāo)校方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)及其前向標(biāo)校方法。該衛(wèi)星通信系統(tǒng)的地面站產(chǎn)生多個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)，并作為每個(gè)前向通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用后由地面?zhèn)鬏數(shù)叫巧?，星上解頻分復(fù)用后把各個(gè)通道中的校正信號(hào)接入衛(wèi)星前向發(fā)射天線背面的耦合網(wǎng)絡(luò)，輸出校正信號(hào)的疊加信號(hào)，并作為一個(gè)返向通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，地面站通過對(duì)疊加擴(kuò)頻校正信號(hào)的解擴(kuò)處理獲得前向通道時(shí)延、幅度及相位信息，進(jìn)而完成返向標(biāo)校。本發(fā)明無需設(shè)置多個(gè)標(biāo)校站，減小了系統(tǒng)維護(hù)的復(fù)雜度；擴(kuò)頻校正信號(hào)在地面產(chǎn)生，而不是在星上直接產(chǎn)生，減小了星上設(shè)備量。
【專利說明】一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)及其前向標(biāo)校方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)及該衛(wèi)星通信系統(tǒng)的衛(wèi)星通信中的標(biāo)校手段，具體是一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)及其前向標(biāo)校方法。

【背景技術(shù)】
[0002]基于地面波束形成的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，由于衛(wèi)星前向傳輸波束在地面形成，則每個(gè)通道數(shù)據(jù)加權(quán)后需要通過前向饋電鏈路由地面?zhèn)鬏數(shù)叫巧希鄠€(gè)前向通道的數(shù)據(jù)通常通過頻分復(fù)用方式合成寬帶信號(hào)通過前向星地饋電鏈路傳輸?shù)叫巧?。衛(wèi)星接收到前向饋電鏈路的寬帶信號(hào)后，分離出多個(gè)前向通道的數(shù)據(jù)，并分別送入衛(wèi)星用戶段的前向發(fā)射通道，進(jìn)而形成波束。但是，由于前向饋電鏈路無線信道及微波組件的影響，會(huì)導(dǎo)致頻分復(fù)用合成的寬帶信號(hào)不同頻段經(jīng)歷不同的信道衰落，即衛(wèi)星接收到的不同通道會(huì)經(jīng)歷不同的幅度衰減、相位變化和時(shí)延，影響用戶段的前向波束形成性能。因此，需要采取一定的技術(shù)手段改善信號(hào)星地傳輸過程中不同通道受環(huán)境影響不同的狀況。前向標(biāo)校指的是對(duì)地面站到衛(wèi)星的前向鏈路中的信號(hào)傳輸采用一定的標(biāo)校手段，以修正不同前向通道信號(hào)之間的時(shí)延、幅度、相位差值。
[0003]通常采用的前向標(biāo)校方法是在地面設(shè)置標(biāo)校站，利用標(biāo)校站進(jìn)行校正，前向鏈路的校正信號(hào)由地面站發(fā)出，經(jīng)過星上前向處理通道，到達(dá)不同的標(biāo)校站，校正站將得到的幅度、相位、時(shí)延差值傳給地面站，完成前向標(biāo)校的過程。傳統(tǒng)的設(shè)置標(biāo)校站校正通道信號(hào)的方法設(shè)備量大，使系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)代價(jià)也高，浪費(fèi)人力、物力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于傳統(tǒng)的陣外設(shè)置標(biāo)校站的前向標(biāo)校手段，對(duì)天線形變、饋源與天線之間距離發(fā)生變化、饋源本身由于溫度變化引起的形變等引起的通道間幅度、相位和時(shí)延差進(jìn)行校正，結(jié)果較為準(zhǔn)確，但成本高，系統(tǒng)復(fù)雜，為了解決這一問題，本發(fā)明提出了一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)及其衛(wèi)星通信中的前向標(biāo)校方法。
[0005]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)地面站以及與該地面站采用衛(wèi)星通信的衛(wèi)星:該地面站包括第一頻分復(fù)用器、地面發(fā)射天線、地面接收天線、第一解頻分復(fù)用器、通道校正器、擴(kuò)頻信號(hào)產(chǎn)生器、解擴(kuò)處理器；該衛(wèi)星包括星上接收天線、星上前向處理器、第二解頻分復(fù)用器、前向接收天線、第二頻分復(fù)用器、星上返向處理器、星上發(fā)射天線、耦合網(wǎng)絡(luò)、濾波變頻器；
[0006]該擴(kuò)頻信號(hào)產(chǎn)生器用于使校正信號(hào)采用擴(kuò)頻信號(hào)的形式生成N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)；該第一頻分復(fù)用器用于把N個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)分別調(diào)制到N個(gè)前向數(shù)據(jù)通道中進(jìn)行頻分復(fù)用；該地面發(fā)射天線用于將經(jīng)該第一頻分復(fù)用器頻分復(fù)用后的信號(hào)作為該地面站的發(fā)射信號(hào)發(fā)送至該衛(wèi)星；
[0007]該星上接收天線用于接收該地面站的發(fā)射信號(hào)；該星上前向處理器用于對(duì)該地面站的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行前向處理；該第二解頻分復(fù)用器用于對(duì)經(jīng)前向處理的信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用分離出N個(gè)校正信號(hào)，并把N個(gè)校正信號(hào)送入衛(wèi)星的該前向發(fā)射天線的輻射面背面的耦合網(wǎng)絡(luò)；該耦合網(wǎng)絡(luò)與該前向發(fā)射天線的每個(gè)前向發(fā)射通道相連，該耦合網(wǎng)絡(luò)輸出N個(gè)校正信號(hào)的疊加信號(hào)；該濾波變頻器對(duì)疊加信號(hào)進(jìn)行濾波并變頻至衛(wèi)星的返向接收通道的信號(hào)中心頻點(diǎn)；該第二頻分復(fù)用器用于把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用；該星上返向處理器用于把頻分復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻處理作為該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)，該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)通過該星上發(fā)射天線傳輸至該地面站；
[0008]該地面接收天線用于接收來自該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)；該第一解頻分復(fù)用器用于將該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)解頻分復(fù)用獲得疊加校正信號(hào)；該解擴(kuò)處理器使用發(fā)送端產(chǎn)生的N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，進(jìn)而獲得得到每個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息；該通道校正器用于以第一個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息為基準(zhǔn)，對(duì)其他前向通道數(shù)據(jù)的幅度、相位及時(shí)延進(jìn)行校正。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，該第二頻分復(fù)用器用于把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用，把返向接收通道信號(hào)的中心頻率最大調(diào)制到fh，把疊加校正信號(hào)調(diào)制到中心頻點(diǎn)fh+Λ，其中Λ為數(shù)據(jù)通道與校正信號(hào)的頻率間隔。
[0010]本發(fā)明還提供一種衛(wèi)星通信中的返向標(biāo)校方法，其應(yīng)用于上述衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，用于補(bǔ)償衛(wèi)星與地面站之間前向饋電段采用頻分復(fù)用方式傳輸通道信號(hào)過程中不同通道受環(huán)境影響造成的不同失真，其中:該衛(wèi)星通信中的前向標(biāo)校方法包括以下步驟:
[0011]第一步，地面站:產(chǎn)生N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)，并把N個(gè)校正信號(hào)分別調(diào)制到N個(gè)前向數(shù)據(jù)通道中進(jìn)行頻分復(fù)用，地面站把頻分復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)行射頻處理使用天線發(fā)射出去；
[0012]第二步，衛(wèi)星:接收到該地面站的信號(hào)，進(jìn)行濾波、放大、下變頻、解頻分復(fù)用，分離出N個(gè)校正信號(hào)，并把N個(gè)校正信號(hào)送入該前向發(fā)射天線輻射面背面的耦合網(wǎng)絡(luò)；該耦合網(wǎng)絡(luò)與每個(gè)前向發(fā)射通道相連，該耦合網(wǎng)絡(luò)輸出N個(gè)校正信號(hào)的疊加信號(hào)；對(duì)疊加信號(hào)進(jìn)行濾波并變頻至衛(wèi)星返向接收通道的信號(hào)中心頻點(diǎn)；把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用；把頻分復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻處理，通過星地返向饋電鏈路傳輸至地面站；
[0013]第三步，返回地面:對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用獲得疊加校正信號(hào)，并使用發(fā)送端產(chǎn)生的N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，進(jìn)而獲得得到每個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息，地面站以第一個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息為基準(zhǔn)，對(duì)其他前向通道數(shù)據(jù)的幅度、相位及時(shí)延進(jìn)行校正。
[0014]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用:把返向接收通道信號(hào)的中心頻率最大調(diào)制到fh，把疊加校正信號(hào)調(diào)制到中心頻點(diǎn)fh+Λ，其中Λ為數(shù)據(jù)通道與校正信號(hào)的頻率間隔。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0016]1、本發(fā)明采用的前向標(biāo)校方法無需在地面設(shè)置多個(gè)標(biāo)校站，可以減少建設(shè)和維護(hù)標(biāo)校站帶來的一系列問題；
[0017]2、本發(fā)明陣內(nèi)前向標(biāo)校的設(shè)計(jì)，使得耦合網(wǎng)絡(luò)本身是星上系統(tǒng)的一部分，大大降低了整個(gè)系統(tǒng)的空間和設(shè)備量，同時(shí)也降低了復(fù)雜度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，即為本發(fā)明前向標(biāo)校方法的示意圖。
[0019]圖2為圖1中地面站10個(gè)標(biāo)校信號(hào)前向通道頻分復(fù)用圖。
[0020]圖3為圖1中星上耦合網(wǎng)絡(luò)輸出的10個(gè)疊加標(biāo)校信號(hào)示意圖。
[0021]圖4為圖1中星上通道頻分復(fù)用后信號(hào)頻域示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2提供的衛(wèi)星通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，即本發(fā)明所述地面多站聯(lián)合前向標(biāo)校方法的系統(tǒng)框架圖。

【具體實(shí)施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]一并參閱圖1、圖2、圖3及圖4，描述本發(fā)明衛(wèi)星通信系統(tǒng)的第一個(gè)實(shí)施例，星通信系統(tǒng)包括至少一個(gè)地面站I以及與該地面站I采用衛(wèi)星通信的衛(wèi)星2。本實(shí)施例中地面有一個(gè)地面站1，地面站I有10個(gè)前向通道的數(shù)據(jù)需要傳輸?shù)叫巧霞葱l(wèi)星2，每個(gè)通道的數(shù)據(jù)帶寬為7MHz，10個(gè)通道的數(shù)據(jù)采用頻分復(fù)用的方式進(jìn)行傳輸，考慮各個(gè)通道的隔離，進(jìn)行頻分復(fù)用時(shí)每個(gè)相鄰頻點(diǎn)的間隔取為1MHz。
[0026]地面站I包括擴(kuò)頻信號(hào)產(chǎn)生器12、第一頻分復(fù)用器13、地面發(fā)射天線14、地面接收天線15、第一解頻分復(fù)用器16、通道校正器17、解擴(kuò)處理器18。該衛(wèi)星包括星上接收天線22、星上前向處理器23、第二解頻分復(fù)用器24、前向接收天線25、耦合網(wǎng)絡(luò)26、第二頻分復(fù)用器27、星上返向處理器28、星上發(fā)射天線29、濾波變頻器30。
[0027]該擴(kuò)頻信號(hào)產(chǎn)生器12用于使校正信號(hào)采用擴(kuò)頻信號(hào)的形式生成N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)；該第一頻分復(fù)用器13用于把N個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)分別調(diào)制到N個(gè)前向數(shù)據(jù)通道中進(jìn)行頻分復(fù)用；該地面發(fā)射天線14用于將經(jīng)該第一頻分復(fù)用器13頻分復(fù)用后的信號(hào)作為該地面站I的發(fā)射信號(hào)發(fā)送至該衛(wèi)星2。
[0028]該星上接收天線22用于接收該地面站I的發(fā)射信號(hào)；該星上前向處理器23用于對(duì)該地面站I的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行前向處理；該第二解頻分復(fù)用器24用于對(duì)經(jīng)前向處理的信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用分離出N個(gè)校正信號(hào)，并把N個(gè)校正信號(hào)送入衛(wèi)星2的該前向發(fā)射天線25的輻射面背面的耦合網(wǎng)絡(luò)26 ;該耦合網(wǎng)絡(luò)26與該前向發(fā)射天線25的每個(gè)前向發(fā)射通道相連，該耦合網(wǎng)絡(luò)26輸出N個(gè)校正信號(hào)的疊加信號(hào)；該濾波變頻器30對(duì)疊加信號(hào)進(jìn)行濾波并變頻至衛(wèi)星2的返向接收通道的信號(hào)中心頻點(diǎn)；該第二頻分復(fù)用器27用于把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星2的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用；該星上返向處理器28用于把頻分復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻處理作為該衛(wèi)星2的發(fā)射信號(hào)，該衛(wèi)星2的發(fā)射信號(hào)通過該星上發(fā)射天線29傳輸至該地面站I。
[0029]該地面接收天線15用于接收來自該衛(wèi)星2的發(fā)射信號(hào)；該第一解頻分復(fù)用器16用于將該衛(wèi)星2的發(fā)射信號(hào)解頻分復(fù)用獲得疊加校正信號(hào)；該解擴(kuò)處理器18使用發(fā)送端產(chǎn)生的N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，進(jìn)而獲得得到每個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息；該通道校正器17用于以第一個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息為基準(zhǔn)，對(duì)其他前向通道數(shù)據(jù)的幅度、相位及時(shí)延進(jìn)行校正。
[0030]地面站I產(chǎn)生10個(gè)7MHz帶寬的相互正交擴(kuò)頻校正信號(hào)，作為10個(gè)前向通道的信號(hào)進(jìn)行頻分復(fù)用，地面站I對(duì)前向校正信號(hào)使用第一頻分復(fù)用器13進(jìn)行頻分復(fù)用后信號(hào)A的頻域信號(hào)示意見圖示2 ;地面站I把信號(hào)A使用地面發(fā)射天線14發(fā)射出去。
[0031]衛(wèi)星2使用星上接收天線22接收地面發(fā)射天線14的信號(hào)，使用星上前向處理器23對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻等處理，然后使用第二解頻分復(fù)用器24對(duì)信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用，獲得10個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)，并把10個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)送入衛(wèi)星2的前向發(fā)射天線25輻射面背面的耦合網(wǎng)絡(luò)26 ;耦合網(wǎng)絡(luò)26與每個(gè)前向發(fā)射通道相連，耦合網(wǎng)絡(luò)26輸出10個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)的疊加信號(hào)，疊加校正信號(hào)的頻域示意圖見圖示3 ;衛(wèi)星2對(duì)疊加校正信號(hào)進(jìn)行濾波并變頻至衛(wèi)星2的返向接收通道的信號(hào)中心頻點(diǎn)，衛(wèi)星2把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的10個(gè)返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用，頻分復(fù)用后的信號(hào)B的頻域示意圖見圖示4，然后對(duì)信號(hào)B使用星上返向處理器28進(jìn)行濾波、放大、變頻處理，并使用星上發(fā)射天線29發(fā)射出去。
[0032]地面站I使用地面接收天線15接收星上發(fā)射天線29的信號(hào)，并使用第一解頻分復(fù)用器16進(jìn)行解頻分復(fù)用獲得10個(gè)返向通道信號(hào)及疊加校正信號(hào)，地面站I對(duì)疊加校正信號(hào)使用10個(gè)擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)處理，并與發(fā)送的10個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)進(jìn)行幅度、相位和時(shí)延比對(duì)，進(jìn)而獲得10個(gè)前向通道的幅度衰落、相位變化和時(shí)延信息，地面站I以第一個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息為基準(zhǔn)，對(duì)其他通道數(shù)據(jù)的幅度、相位及時(shí)延進(jìn)行校正，完成前向標(biāo)校工作。
[0033]本發(fā)明中，前向校正信號(hào)采用相互正交的多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)，經(jīng)星上耦合后疊加在一起通過返向鏈路傳回地面，由于擴(kuò)頻信號(hào)具有正交性，則疊加并不會(huì)影響地面站I的解擴(kuò)處理。另外，本發(fā)明中前向校正信號(hào)是由地面站I產(chǎn)生的發(fā)射到星上，再有星上耦合后經(jīng)返向鏈路傳回地面站1，避免了傳統(tǒng)標(biāo)校方法需要標(biāo)校站的問題，從而簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，便與后期維護(hù)。
[0034]實(shí)施例2:
[0035]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是采用分布式地面站的場(chǎng)景，請(qǐng)參見圖5，地面布設(shè)兩個(gè)地面站即地面站一 3和地面站二 4，系統(tǒng)前向有80個(gè)通道數(shù)據(jù)需要由地面?zhèn)鬏數(shù)叫巧霞葱l(wèi)星
5。返向有40個(gè)通道數(shù)據(jù)需要由星上傳輸?shù)降孛妫總€(gè)前向通道數(shù)據(jù)和返向通道數(shù)據(jù)帶寬均為7MHz。星上配置兩個(gè)定向接收天線即星上接收天線一 51和星上接收天線二 52，分別指向地面站一 3和地面站二 4。
[0036]地面站一 3向星上接收天線一 51傳輸40個(gè)前向通道數(shù)據(jù)，40個(gè)通道的數(shù)據(jù)采用頻分復(fù)用的方式進(jìn)行傳輸，考慮各個(gè)通道的隔離，進(jìn)行頻分復(fù)用時(shí)每個(gè)相鄰頻點(diǎn)的間隔取為10MHz。地面站二 4向星上接收天線二 52傳輸另外40個(gè)前向通道數(shù)據(jù)，40個(gè)通道的數(shù)據(jù)采用頻分復(fù)用的方式進(jìn)行傳輸，考慮各個(gè)通道的隔離，進(jìn)行頻分復(fù)用時(shí)每個(gè)相鄰頻點(diǎn)的間隔取為1MHz。
[0037]地面站二 4產(chǎn)生80個(gè)相互正交的7MHz帶寬的擴(kuò)頻校正信號(hào)，其中的40個(gè)送入地面站一 3，作為40個(gè)前向通道的信號(hào)進(jìn)行頻分復(fù)用。地面站一 3對(duì)前向校正信號(hào)使用第一頻分復(fù)用器一 31進(jìn)行頻分復(fù)用后使用地面發(fā)射天線一 33發(fā)射出去；地面站二 4把另外40個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)使用第二頻分復(fù)用器二 32進(jìn)行頻分復(fù)用后使用地面發(fā)射天線二 34發(fā)射出去。
[0038]衛(wèi)星2使用星上接收天線一 51接收地面發(fā)射天線一 33的信號(hào)，使用星上前向處理器一 53對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻等處理，然后使用第二解頻分復(fù)用器一 55對(duì)信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用，獲得40個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)。衛(wèi)星2使用星上接收天線二 52接收地面發(fā)射天線二 34的信號(hào)，使用星上前向處理器二 54對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻等處理，然后使用第二解頻分復(fù)用器二 56對(duì)信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用，獲得另外40個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)，共計(jì)獲得80個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)。
[0039]衛(wèi)星2把獲得的80個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)送入衛(wèi)星2的前向發(fā)射天線25輻射面背面的耦合網(wǎng)絡(luò)26，耦合網(wǎng)絡(luò)26與每個(gè)前向發(fā)射通道相連，耦合網(wǎng)絡(luò)26輸出80個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)的疊加信號(hào)。衛(wèi)星2對(duì)疊加校正信號(hào)使用濾波變頻器30進(jìn)行濾波并變頻至衛(wèi)星2的返向接收通道的信號(hào)中心頻點(diǎn)，衛(wèi)星2把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的40個(gè)返向接收通道數(shù)據(jù)使用第二頻分復(fù)用器27進(jìn)行頻分復(fù)用，然后使用星上返向處理器28進(jìn)行濾波、放大、變頻處理，并使用星上發(fā)射天線29發(fā)射出去。
[0040]地面站二 4使用地面接收天線15接收星上發(fā)射天線29的信號(hào)，并使用第一解頻分復(fù)用器16進(jìn)行解頻分復(fù)用獲得40個(gè)返向通道信號(hào)及疊加校正信號(hào)。地面站二 4對(duì)疊加校正信號(hào)使用80個(gè)擴(kuò)頻碼進(jìn)行解擴(kuò)處理，并與發(fā)送的80個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)進(jìn)行幅度、相位和時(shí)延比對(duì)，進(jìn)而獲得80個(gè)前向通道的幅度衰落、相位變化和時(shí)延信息，地面站以第一個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息為基準(zhǔn)，對(duì)其他通道數(shù)據(jù)的幅度、相位及時(shí)延進(jìn)行校正，完成前向標(biāo)校工作。
[0041]本實(shí)施例地面布設(shè)兩個(gè)地面站，分別負(fù)責(zé)部分前向通道信號(hào)的傳輸，是本發(fā)明的簡單擴(kuò)展。
[0042]本發(fā)明中，前向校正信號(hào)采用相互正交的多個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)，經(jīng)星上耦合后疊加在一起通過返向鏈路傳回地面，由于擴(kuò)頻信號(hào)具有正交性，則疊加并不會(huì)影響地面站的解擴(kuò)處理。另外，本發(fā)明中前向標(biāo)校信號(hào)是由地面站產(chǎn)生的發(fā)射到星上，再有星上耦合后經(jīng)返向鏈路傳回地面，避免了傳統(tǒng)標(biāo)校方法需要標(biāo)校站的問題，從而簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，便與后期維護(hù)。
[0043]綜上所述，本發(fā)明地面站產(chǎn)生多個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)，并作為每個(gè)前向通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用后由地面?zhèn)鬏數(shù)叫巧?，星上解頻分復(fù)用后把各個(gè)通道中的校正信號(hào)接入衛(wèi)星前向發(fā)射天線背面的耦合網(wǎng)絡(luò)，輸出校正信號(hào)的疊加信號(hào)，并作為一個(gè)返向通道數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛?，地面站通過對(duì)疊加擴(kuò)頻校正信號(hào)的解擴(kuò)處理獲得前向通道時(shí)延、幅度及相位信息，進(jìn)而完成返向標(biāo)校。本發(fā)明無需設(shè)置多個(gè)標(biāo)校站，減小了系統(tǒng)維護(hù)的復(fù)雜度；擴(kuò)頻校正信號(hào)在地面產(chǎn)生，而不是在星上直接產(chǎn)生，減小了星上設(shè)備量。
[0044]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其包括至少一個(gè)地面站以及與該地面站采用衛(wèi)星通信的衛(wèi)星:其中，該地面站包括第一頻分復(fù)用器、地面發(fā)射天線、地面接收天線、第一解頻分復(fù)用器、通道校正器；該衛(wèi)星包括星上接收天線、星上前向處理器、第二解頻分復(fù)用器、前向接收天線、第二頻分復(fù)用器、星上返向處理器、星上發(fā)射天線；其特征在于:該地面站還包括擴(kuò)頻信號(hào)產(chǎn)生器、解擴(kuò)處理器；該衛(wèi)星還包括耦合網(wǎng)絡(luò)、濾波變頻器； 該擴(kuò)頻信號(hào)產(chǎn)生器用于使校正信號(hào)采用擴(kuò)頻信號(hào)的形式生成N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)；該第一頻分復(fù)用器用于把N個(gè)擴(kuò)頻校正信號(hào)分別調(diào)制到N個(gè)前向數(shù)據(jù)通道中進(jìn)行頻分復(fù)用；該地面發(fā)射天線用于將經(jīng)該第一頻分復(fù)用器頻分復(fù)用后的信號(hào)作為該地面站的發(fā)射信號(hào)發(fā)送至該衛(wèi)星； 該星上接收天線用于接收該地面站的發(fā)射信號(hào)；該星上前向處理器用于對(duì)該地面站的發(fā)射信號(hào)進(jìn)行前向處理；該第二解頻分復(fù)用器用于對(duì)經(jīng)前向處理的信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用分離出分離出N個(gè)校正信號(hào)，并把N個(gè)校正信號(hào)送入衛(wèi)星的該前向發(fā)射天線的輻射面背面的耦合網(wǎng)絡(luò)；該耦合網(wǎng)絡(luò)與該前向發(fā)射天線的每個(gè)前向發(fā)射通道相連，該耦合網(wǎng)絡(luò)輸出N個(gè)校正信號(hào)的疊加信號(hào)；該濾波變頻器對(duì)疊加信號(hào)進(jìn)行濾波并變頻至衛(wèi)星的返向接收通道的信號(hào)中心頻點(diǎn)；該第二頻分復(fù)用器用于把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用；該星上返向處理器用于把頻分復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻處理作為該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)，該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)通過該星上發(fā)射天線傳輸至該地面站； 該地面接收天線用于接收來自該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)；該第一解頻分復(fù)用器用于將該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)解頻分復(fù)用獲得疊加校正信號(hào)；該解擴(kuò)處理器使用發(fā)送端產(chǎn)生的N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，進(jìn)而獲得得到每個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息；該通道校正器用于以第一個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息為基準(zhǔn)，對(duì)其他前向通道數(shù)據(jù)的幅度、相位及時(shí)延進(jìn)行校正。
2.如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星通信系統(tǒng)，其特征在于:該第二頻分復(fù)用器用于把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用，把返向接收通道信號(hào)的中心頻率最大調(diào)制到fh，把疊加校正信號(hào)調(diào)制到中心頻點(diǎn)fh+Λ，其中Λ為數(shù)據(jù)通道與校正信號(hào)的頻率間隔。
3.—種衛(wèi)星通信中的前向標(biāo)校方法，其應(yīng)用于如權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，用于補(bǔ)償衛(wèi)星與地面站之間前向饋電段采用頻分復(fù)用方式傳輸通道信號(hào)過程中不同通道受環(huán)境影響造成的不同失真，其特征在于:該衛(wèi)星通信中的返向標(biāo)校方法包括以下步驟: 第一步，地面站:產(chǎn)生N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)，并把N個(gè)校正信號(hào)分別調(diào)制到N個(gè)前向數(shù)據(jù)通道中進(jìn)行頻分復(fù)用，地面站把頻分復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)行射頻處理使用天線發(fā)射出去； 第二步，衛(wèi)星:接收到該地面站的信號(hào)，進(jìn)行濾波、放大、下變頻、解頻分復(fù)用，分離出N個(gè)校正信號(hào)，并把N個(gè)校正信號(hào)送入該前向發(fā)射天線輻射面背面的耦合網(wǎng)絡(luò)；該耦合網(wǎng)絡(luò)與每個(gè)前向發(fā)射通道相連，該耦合網(wǎng)絡(luò)輸出N個(gè)校正信號(hào)的疊加信號(hào)；對(duì)疊加信號(hào)進(jìn)行濾波并變頻至衛(wèi)星返向接收通道的信號(hào)中心頻點(diǎn)；把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用；把頻分復(fù)用后的信號(hào)進(jìn)行濾波、放大、變頻處理，通過星地返向饋電鏈路傳輸至地面站； 第三步，返回地面:對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解頻分復(fù)用獲得疊加校正信號(hào)，并使用發(fā)送端產(chǎn)生的N個(gè)相互正交的擴(kuò)頻校正信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)處理，進(jìn)而獲得得到每個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息，地面站以第一個(gè)前向通道的幅度衰減、相位變化及時(shí)延信息為基準(zhǔn)，對(duì)其他前向通道數(shù)據(jù)的幅度、相位及時(shí)延進(jìn)行校正。
4.如權(quán)利要求3所述的衛(wèi)星通信中的前向標(biāo)校方法，其特征在于:把經(jīng)過變頻后的疊加校正信號(hào)作為一個(gè)單獨(dú)通道與衛(wèi)星的返向接收通道數(shù)據(jù)進(jìn)行頻分復(fù)用:把返向接收通道信號(hào)的中心頻率最大調(diào)制到fh，把疊加校正信號(hào)調(diào)制到中心頻點(diǎn)fh+Λ，其中Λ為數(shù)據(jù)通道與校正信號(hào)的頻率間隔。
【文檔編號(hào)】H04B7/185GK104320176SQ201410673650
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】吳瑞榮, 王遠(yuǎn), 王慶華, 張正宇, 駱再紅 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所