本發(fā)明涉及一種頻譜重疊的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，特別涉及一種基于軟件無線電技術(shù)的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。
背景技術(shù)：
：衛(wèi)星通信具有覆蓋范圍廣、通信距離遠(yuǎn)、建設(shè)速度快等特點，已成為現(xiàn)代社會的一種重要通信手段。初期的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器大部分是由模擬電路實現(xiàn)，調(diào)制方式單一、傳輸速率低、且成本高、體積大、功耗大、操作測試維護(hù)困難、易出故障。隨著計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代通信理論的發(fā)展，衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器技術(shù)也發(fā)生了很大的變化，在功能和性能方面都有長足的進(jìn)步，相應(yīng)地有一些多速率/多體制/多頻段的智能調(diào)制解調(diào)產(chǎn)品問世，某些調(diào)制解調(diào)器技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字化，軟件化、參數(shù)可編程。它們大致可以分為兩類：一類由前置控制面板或鍵盤、顯示控制器來控制，也可以外接計算機(jī)來進(jìn)行程序控制的配置各種參數(shù)，如DatumSystem公司的PSM-2100L和PSM-4900L，COMBLOCK公司的COM-1001,3002，休斯網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)公司的UMOD9100，RadyneComStream公司的DMD15，COMTECH公司的COM570L，COM600L，F(xiàn)airchild公司的SM2900，iDirect公司的X3、X5系列等；另一類為插卡式衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，即直接插于工控機(jī)ISA、EISA或PCI插槽，由計算機(jī)下載不同的軟件來初始化配置參數(shù)，通過計算機(jī)的友好操作界面，經(jīng)過計算機(jī)總線來完成調(diào)制解調(diào)器參數(shù)的調(diào)整，如德國NDSATCOM公司的KUIDU300和5000系列產(chǎn)品，Astra公司的MODULDLP-SUB-PCI等。近年來，以多媒體業(yè)務(wù)和因特網(wǎng)業(yè)務(wù)為主的寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)已成為當(dāng)前衛(wèi)星通信發(fā)展的新熱點之一。傳統(tǒng)衛(wèi)星網(wǎng)的使用價格昂貴，而且不能適應(yīng)目前多媒體業(yè)務(wù)和因特網(wǎng)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，不能開拓大眾消費市場。面對各種系統(tǒng)的競爭，如何在技術(shù)上保證提供業(yè)務(wù)的低價優(yōu)質(zhì)，是寬帶多媒體衛(wèi)星通信系統(tǒng)得以生存和發(fā)展的關(guān)鍵。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)存在如下不足：在當(dāng)今通信領(lǐng)域中，衛(wèi)星通信是最重要的通信方式之一。但是，由于目前衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)備種類繁多，設(shè)備管理和維護(hù)工作復(fù)雜，使得衛(wèi)星通信系統(tǒng)更新?lián)Q代周期長，不能很好地適應(yīng)現(xiàn)代高科技的發(fā)展步伐。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種頻譜重疊的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。而基于軟件無線電的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器以其軟件定義功能和開放式模塊化結(jié)構(gòu)的技術(shù)思想能很好地解決衛(wèi)星通信系統(tǒng)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)功能主要指多址方式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、組網(wǎng)協(xié)議和通信業(yè)務(wù)等；而設(shè)備功能指接口標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)制解調(diào)方式、信道編碼方式、信源編碼方式、信息速率、復(fù)用方式等。軟件無線電技術(shù)思想就是采用先進(jìn)的技術(shù)手段，使得上述功能可以用軟件來定義。通過友好的人機(jī)界面，人們可以在不改變硬件設(shè)備的情況下實時地改變通信系統(tǒng)的功能，從而使該系統(tǒng)能適應(yīng)各種應(yīng)用環(huán)境，因而具有很強(qiáng)的適用性和靈活性。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種頻譜重疊的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，包含以下模塊：雙向鏈路頻譜重疊模塊101、數(shù)字基帶預(yù)失真模塊102、復(fù)雜信號快速檢測模塊103、Turbo-碼接錯控制模塊104、高效聯(lián)合編碼調(diào)制模塊105。通過上述五個模塊的協(xié)同工作，使得本發(fā)明中的頻譜重疊的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器能解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。附圖說明圖1是本發(fā)明實施方式的系統(tǒng)框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式中設(shè)置通信模式的流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式中的衛(wèi)星系統(tǒng)的鏈路結(jié)構(gòu)圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施方式中的HDLC地址碼規(guī)則示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施方式中的從站的初始化流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明實施方式中的主站和從站之間的信息幀交互流程圖。具體實施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本發(fā)明實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。本發(fā)明的實施方式涉及一種頻譜重疊的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，包含以下模塊：雙向鏈路頻譜重疊模塊101，采用頻譜重疊共享技術(shù)的通信雙方用戶終端可以同時使用完全相同的頻率，可以將頻率資源利用率提高一倍。數(shù)字基帶預(yù)失真102,為了提高衛(wèi)星的功率效率以對抗多徑及陰影衰弱,要求放大器盡可能工作在飽和點附近，這樣就不可避免地引入了非線性失真。本發(fā)明中采用非直接學(xué)習(xí)，可以不需要先辨識出放大器的模型就可以直接辨識出預(yù)失真器的模型參數(shù)，結(jié)構(gòu)簡單。復(fù)雜信號快速檢測模塊103，將采用MDPSK差分相位檢測的判決反饋方法，其在AWGN條件下可獲得的可觀的檢測增益，當(dāng)判決反饋長度L時，其檢測性能趨近于相干檢測，在萊斯衰落信道下獲得增益稍有一些下降，但整體有益于對抗信道快衰弱引起的信噪比降低。Turbo-碼接錯控制模塊104，本發(fā)明中將采用基于廣義級聯(lián)碼概念上的Turbo-碼，它又稱為并行級聯(lián)碼。Turbo-碼不僅有優(yōu)異的編碼性能，并且其獨特的編碼結(jié)構(gòu)使得可以采用并行譯碼算法，這樣就大大降低了實時譯碼（采用軟判決迭代譯碼算法）的復(fù)雜度，進(jìn)而可用VLSI實現(xiàn)。高效聯(lián)合編碼調(diào)制模塊105，通常的信道編譯碼和信道調(diào)制解調(diào)過程是相互獨立考慮的，糾錯編碼抗干擾技術(shù)是以犧牲一定的有效性來換取可靠性改善的，所以一直以來認(rèn)為兩者的矛盾是不可調(diào)和的，而繼將調(diào)制和編碼相結(jié)合的TCM（TrelliscodingModulation）理論提出后，有效解決了有效性和抗干擾的矛盾。為了更詳細(xì)地介紹本發(fā)明，下面結(jié)合實例逐一描述下列功能模塊，為簡明起見，衛(wèi)星通信中與本發(fā)明無關(guān)的其他細(xì)節(jié)不再圖示和描述。在描述功能模塊之前，先描述本發(fā)明具體實施方式中采用的通信體制。時分多址（TDMA），碼分多址（CDMA），頻分多址（FDMA）是衛(wèi)星通信的三種主要通信體制。時分多址體制中，通信信道是以互不重疊的時隙來區(qū)分的，所有的信道采用相同的頻帶。時分多址的特點是互調(diào)噪聲小，能充分利用衛(wèi)星的功率和頻帶；缺點是系統(tǒng)中各地球站需要精確同步，同每個地球站傳送的信息量相比，地球站所需的等效全向輻射功率（EIRP）較大，一旦系統(tǒng)建立，擴(kuò)容比較困難。TDMA適用于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模變化不大，各地球站通信業(yè)務(wù)量比較平均，且通信業(yè)務(wù)量較大的系統(tǒng)。碼分多址體制中，通信信道是以不同的正交或準(zhǔn)正交地址碼來區(qū)分的，所有的信道使用相同的頻帶。碼分多址體制的特點是隱蔽性好，抗干擾能力強(qiáng)；缺點是頻帶利用率低，可用地址碼資源少。適用于信息傳輸速率低，抗干擾要求高，地球站較少，通信業(yè)務(wù)量較小的系統(tǒng)。頻分多址體制中，通信信道是以互不重疊的射頻頻帶來區(qū)分的，頻分多址的特點是不需要網(wǎng)同步，設(shè)備比較簡單，擴(kuò)容比較方便，缺點是有互調(diào)噪聲，影響衛(wèi)星功率和頻率的充分利用。根據(jù)通信衛(wèi)星采集系統(tǒng)地球站為數(shù)眾多，而每個站通信業(yè)務(wù)量較小的特點，綜合考慮上述三種通信體制的長處和短處，本發(fā)明的具體實施方式中通信體制采用頻分多址體制。系統(tǒng)可以根據(jù)業(yè)務(wù)量的大小和遠(yuǎn)端站的多少設(shè)置信道數(shù)，每條信道可以根據(jù)業(yè)務(wù)的性質(zhì)設(shè)置成輪詢、按需分配、隨機(jī)接入等工作狀態(tài)，從而可以充分利用衛(wèi)星頻率資源，降低系統(tǒng)運行費用。同時，在滿足需求的前提下，遠(yuǎn)端站傳輸速率較低，所需發(fā)射功率也較小，所以只須為系統(tǒng)配置小功率放大器，從而可以有效地降低遠(yuǎn)端站的價格。在描述完通信體質(zhì)后，再描述本發(fā)明具體實施方式中采用的信道設(shè)置。系統(tǒng)采用頻分多址（FDMA）體制，在通信衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，通信信道是指用于傳送一定數(shù)據(jù)信息的射頻頻段。按信息傳輸方向定義，信道可分為前向信道和反向信道；而按信道傳輸信息的性質(zhì)定義，信道可分為公務(wù)信道和業(yè)務(wù)信道。各類信道的定義如下。前向信道：前向信道是指主站到遠(yuǎn)端站方向的通信鏈路；前向信道傳輸?shù)男畔⑺俾蕿?096kb/s。反向信道：反向信道是指遠(yuǎn)端站到主站方向的通信鏈路；反向信道傳輸?shù)男畔⑺俾蕿?096kb/s。公務(wù)信道：公務(wù)信道由一條前向信道和一條反向信道組成。其中反向信道用于遠(yuǎn)端站向主站申請信道，報告遠(yuǎn)端站的工作狀態(tài)等，通信采用隨機(jī)發(fā)送方式（ALOHA方式）；前向信道用于主站向遠(yuǎn)端站分配信道，向遠(yuǎn)端站發(fā)送監(jiān)控指令等，通信方式采用TDM方式，系統(tǒng)中各遠(yuǎn)端站都有獨一無二的地址，遠(yuǎn)端站根據(jù)信息地址從數(shù)據(jù)流中提取發(fā)送給本站的信息。當(dāng)系統(tǒng)通信業(yè)務(wù)增加（遠(yuǎn)端站數(shù)目增加或遠(yuǎn)端站通信次數(shù)增加），可以相應(yīng)增加公務(wù)信道數(shù)目，以增強(qiáng)系統(tǒng)管理通信的能力。業(yè)務(wù)信道：業(yè)務(wù)信道由數(shù)條反向信道組成，遠(yuǎn)端站使用主站指定的業(yè)務(wù)信道將數(shù)據(jù)采集信息傳送給主站。按照傳輸信息的方式，業(yè)務(wù)信道又可以分為按需分配和隨機(jī)接入兩種模式。在衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器完成通信體制和信道設(shè)置后，下一步需要明確通信模式。為了充分發(fā)揮系統(tǒng)的潛力，針對不同用戶數(shù)據(jù)采集的特點，系統(tǒng)設(shè)計有兩種工作模式：按需分配模式、隨機(jī)發(fā)送模式。根據(jù)需要，在主站控制下，所有的業(yè)務(wù)信道可以工作在同一種工作模式；也可以將業(yè)務(wù)信道劃分為幾個信道組合，各組信道工作于不同的工作模式。下面按照流程描述按需分配模式，如圖2所示。步驟201，當(dāng)系統(tǒng)中某一遠(yuǎn)端站需要向主站發(fā)送數(shù)據(jù)時，該遠(yuǎn)端站首先通過反向公務(wù)信道向主站申請業(yè)務(wù)信道。步驟202，主站收到請求后，立即查詢業(yè)務(wù)信道的忙閑情況。步驟203，如當(dāng)時無空閑業(yè)務(wù)信道，主站即通知該遠(yuǎn)端站暫時無業(yè)務(wù)信道可供使用。步驟204，該遠(yuǎn)端站將在一段時間間隔后再進(jìn)行申請。步驟205，在步驟202后，如主站發(fā)現(xiàn)當(dāng)時有空閑業(yè)務(wù)信道，即為該遠(yuǎn)端站分配一條業(yè)務(wù)信道。步驟206，在為遠(yuǎn)端站分配業(yè)務(wù)信道的同時，將該信道從空閑信道表中取消，禁止其它遠(yuǎn)端站申請使用該業(yè)務(wù)信道。步驟207，遠(yuǎn)端站使用主站分配給它的業(yè)務(wù)信道向主站傳送數(shù)據(jù)。步驟208，主站完整、正確地接收到遠(yuǎn)端站發(fā)送的數(shù)據(jù)后，向遠(yuǎn)端站發(fā)出確認(rèn)信號。步驟209，遠(yuǎn)端站收到主站確認(rèn)信號之后，認(rèn)為該次數(shù)據(jù)傳輸成功，該遠(yuǎn)端站停止占用該業(yè)務(wù)信道。步驟210，主站將該業(yè)務(wù)信道重新歸入空閑信道表，允許其他遠(yuǎn)端站申請使用。按需分配模式適用于遠(yuǎn)端站數(shù)量多，但每個站傳輸次數(shù)少、每次傳輸數(shù)據(jù)量大的通信系統(tǒng)。系統(tǒng)業(yè)務(wù)信道的工作模式不是一成不變的，可以根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)的變化而調(diào)整。當(dāng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)量增長時，可以相應(yīng)增加業(yè)務(wù)信道的數(shù)量，以提高系統(tǒng)的通信能力。該發(fā)明中的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器采用的鏈路層協(xié)議介紹如下。衛(wèi)星通信系統(tǒng)鏈路層協(xié)議的作用是保證系統(tǒng)主站和遠(yuǎn)端站之間數(shù)據(jù)的正確傳輸。衛(wèi)星通信系統(tǒng)鏈路層協(xié)議基本采用HDLC（Highleveldigitallinkcontrol）規(guī)程，但為了適應(yīng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點，對該規(guī)程做了某些修改。為了詳細(xì)介紹鏈路層，先描述鏈路的結(jié)構(gòu)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)的鏈路結(jié)構(gòu)為不平衡數(shù)據(jù)鏈路結(jié)構(gòu)，如圖3所示。圖中主站對應(yīng)于系統(tǒng)主站，從站對應(yīng)于系統(tǒng)遠(yuǎn)端站，一個主站同N個從站構(gòu)成了點到多點的鏈路。由于數(shù)據(jù)鏈路的管理由主站單獨管理，所以稱為不平衡結(jié)構(gòu)。對于主站來說，發(fā)送的幀稱為“命令”，接收的幀稱為“響應(yīng)”，并最終負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的差錯恢復(fù)；對于從站來說，接收的幀為“命令”，發(fā)送的幀為“響應(yīng)”，并可啟動數(shù)據(jù)鏈路的差錯恢復(fù)。不平衡數(shù)據(jù)鏈路結(jié)構(gòu)有正常響應(yīng)模式（NRM-NormalResponseMode）和異步響應(yīng)模式（ARM－AsynchronousResponseMode）兩種工作模式。正常響應(yīng)模式（NRM）：主站可以任意發(fā)送數(shù)據(jù)；從站只有收到主站明確允許后方可啟動發(fā)送，每次啟動可以發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)幀，發(fā)送完最后一幀后，從站結(jié)束本次發(fā)送過程進(jìn)入等待狀態(tài)，直至再次得到主站允許啟動下一次發(fā)送過程。異步響應(yīng)模式（ARM）：主站可以任意發(fā)送數(shù)據(jù)；從站不必收到主站明確允許就可啟動發(fā)送，每次啟動可以發(fā)送一個或多個數(shù)據(jù)幀。該發(fā)明中的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器采用HDLC的標(biāo)準(zhǔn)幀格式，如下表所示。標(biāo)記位(F)地址(A)控制(C)信息(I)幀校驗(FCS)低位高位低位高位低位高位低位高位低位高位根據(jù)不同的功能，幀分為三類（由控制字段的第1、2位字符決定）。無編號幀（控制字段第1、2位為11）：用于建立、拆除鏈路，不用作任何證實和應(yīng)答，控制字段中不包含發(fā)送或接收的幀序號，所以稱為無編號幀。信息幀（控制字段第1位為0）：用于攜帶數(shù)據(jù)信息，控制字段中包含發(fā)送幀序號及待接收的幀序號，利用這些幀序號可以檢驗傳輸有無異常。監(jiān)控幀（控制字段第1、2位為10）：用于差錯、流量控制，控制字段中包含待接收的幀序號，幀中不包含信息字段。下面分別描述各字段的含義。1.標(biāo)志字段前向信道的標(biāo)志字段：碼長為8比特，碼型為01111110。反向信道的標(biāo)志字段：碼長為32比特，幀頭為C4DEC4DE，幀尾為7B237B23。前向信道的數(shù)據(jù)要進(jìn)行透明處理：發(fā)送端檢查兩個標(biāo)志字段間比特序列，凡出現(xiàn)5個連續(xù)的“1”就在其后插入一個“0”；接收端也要檢查兩個標(biāo)志字段間比特序列，將緊跟在5個連續(xù)的“1”后面的“0”刪除掉。幀與幀之間發(fā)送“01111110”或者全“1”序列。2.地址字段地址字段中的碼長為16比特，其廣播幀地址為1111111111111111，無站地址為：0000000000000000，除去廣播幀地址和無站地址，地址碼的資源為65534個遠(yuǎn)端站。主站發(fā)送命令幀運用的接收站（從站）的地址；從站發(fā)送響應(yīng)幀用的是從站地址，如圖4所示。3.控制字段控制字段如下表所示，其中N（S）為發(fā)送序號，N（R）為待接收的序號，序號可以是0-7（模8）。控制字段的第5比特，對于命令幀稱為探詢位，用P表示；對于響應(yīng)幀稱為終止位，用F表示。其作用如下：在正常響應(yīng)（NRM）模式中，主站要求從站發(fā)送信息幀時，可以在其所發(fā)送的命令幀中置P＝1；從站接到主站的P＝1的命令幀后，才能啟動一次發(fā)送，并在這次發(fā)送的最后一幀中置F＝1；從站如無數(shù)據(jù)發(fā)送，則發(fā)送RNR幀，并置F＝1。在異步響應(yīng)（ARM）模式中，主站發(fā)送P＝1的命令幀是用來要求從站盡快發(fā)送一個響應(yīng)幀以了解對方的狀態(tài)；從站在響應(yīng)幀中置F＝1，只是解釋為對主站的響應(yīng)，并不解釋為發(fā)送信息的結(jié)尾。4.信息字段用于傳送用戶數(shù)據(jù)，每個字段長度小于1K個字節(jié)。（由于衛(wèi)星通信時延較長，信息幀太短就會使效率太低）。5.幀校驗序列幀校驗采用循環(huán)冗余校驗（CRC），碼長為16比特，生成多項式：P(x)=X16+X12+X5+1。在描述完本發(fā)明中的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的基本結(jié)構(gòu)后，下面將像iangshu鏈路的建立與拆除。鏈路的建立與拆除在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，主站與從站之間的物理信道是以不同的射頻頻帶來區(qū)分的，前向信道和1號反向信道組成公務(wù)信道（CSC），用于傳遞主站和從站之間的控制、管理信息；2-11號反向信道組成業(yè)務(wù)信道，用于從站向主站發(fā)送數(shù)據(jù)信息，從站使用哪一條反向信道由主站預(yù)先預(yù)定。從站第一次入網(wǎng)，或斷電后重新加電，都要進(jìn)行初始化，初始化的目的是：確定從站工作模式；確定從站發(fā)送信息時使用的業(yè)務(wù)信道。從站進(jìn)行初始化的前提是已經(jīng)正確接收到前向信道的信號（解調(diào)器同步且連續(xù)接收到HDLC的幀標(biāo)志）。初始化時，從站使用0號反向信道向主站傳遞信息；主站使用前向信道向從站傳遞信息。從站的初始化過程見圖5，詳細(xì)步驟如下。步驟501，從站發(fā)送DM響應(yīng)要求主站啟動鏈路建立過程。步驟502，主站發(fā)送SARM命令和從站建立鏈路。步驟503，從站發(fā)送UA響應(yīng)，確認(rèn)建立鏈路。步驟504，從站發(fā)送信息幀。步驟505，主站發(fā)送信息幀交互。步驟506，從站發(fā)送RR響應(yīng)。步驟507，當(dāng)主站和從站完成數(shù)據(jù)交互后。主站發(fā)送DISC命令，拆除鏈路。步驟508，從站發(fā)送UA命令，確認(rèn)拆除鏈路。鏈路的建立和拆除均由主站控制。建立鏈路使用SNRM命令，從站收到命令后將發(fā)送狀態(tài)變量V(R)、接收狀態(tài)變量V(S)復(fù)位，并向主站發(fā)送確認(rèn)響應(yīng)幀UA，同時保證同主站的無線鏈路，這時主站同從站之間就建立了數(shù)據(jù)鏈路，從站可以在主站的控制下向主站傳送數(shù)據(jù)。拆除鏈路使用DISC命令，從站收到命令后，向主站發(fā)送確認(rèn)響應(yīng)幀UA，同時拆除同主戰(zhàn)的數(shù)據(jù)鏈路。主站和從站之間的信息幀交互流程如圖6所示。鏈路建立以后，就可以進(jìn)行信息幀（I幀）的傳輸。在正常響應(yīng)模式中，主站可以主動向從站發(fā)送信息幀，而從站信息幀的傳遞由主站控制。主站通常發(fā)送一個UP幀（P＝1）查詢從站，如果從站沒有數(shù)據(jù)要發(fā)，它就向主站發(fā)送一個NR幀（F＝1）。如果從站有數(shù)據(jù)要發(fā)，就可以發(fā)送信息幀，若一次要連續(xù)發(fā)送幾幀數(shù)據(jù)，則在這次發(fā)送的最后一個信息幀中置F＝1，表示一次發(fā)送的結(jié)束。數(shù)據(jù)傳輸中的差錯控制采用Go-Back-N策略，肯定用RR幀確認(rèn)，否定用REJ幀確認(rèn)。每個發(fā)送站均有一個重傳表，每發(fā)送一幀，都將其內(nèi)容的副本存入，以備重傳時使用，一旦收到對某一幀的確認(rèn)，就將此幀在重傳表中的副本取消。每個站都有發(fā)送變量V(S)和接收變量V(R)，鏈路建立時兩者均復(fù)位為0。發(fā)送時，每發(fā)出一個I幀，發(fā)送站的V(S)值加1；接收時，若收到的I幀中的N(S)與本站的V(R)相同，就接收此幀，并將本站V(R)值加1，同時向發(fā)送站發(fā)出一個RR幀，確認(rèn)收到了該幀；若收到的I幀中的N(S)與本站的V(R)不同，接收站就拒絕接收該站，V(R)值不變，同時向發(fā)送站發(fā)出一個REJ幀，通知發(fā)送站重發(fā)。下面以模塊的方式介紹該發(fā)明中的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的各模塊的功能。雙向鏈路頻譜重疊模塊采用頻譜重疊共享技術(shù)的通信雙方用戶終端可以同時使用完全相同的頻率，可以將頻率資源利用率提高一倍。它將一對用戶雙向鏈路的信號頻譜相互重疊，共享同一個透明轉(zhuǎn)發(fā)器的統(tǒng)一頻帶。為了消除和減小二者之間的相互干擾，接收端將自己發(fā)送出去又經(jīng)透明轉(zhuǎn)發(fā)器返回的信號進(jìn)行估計和重構(gòu)，并將它從接收信號中抵消，只要采用合適的算法，就可以提高系統(tǒng)的頻譜利用率，而鏈路傳輸性能受到的影響很小。同時采用頻譜重疊共享技術(shù)可以使得大大節(jié)省空間段資源，同時還可以有效防止第三方對雙方通信信號的截獲，使安全保密性更強(qiáng)。頻譜重疊共享技術(shù)主要針對的是采用透明轉(zhuǎn)發(fā)器并且信號可自環(huán)（每一個終端發(fā)出的信號可以被包括它本身在內(nèi)的任何一個終端接收到）的雙向衛(wèi)星通信系統(tǒng)。每一個衛(wèi)星終端發(fā)送一個上行信號，同時從另一個終端接收一個下行信號。因此每一方收到的下行信號是雙方通信信號的疊加。由于每個終端都可以確切地知道自身所發(fā)送的上行信號，而且也確切地知道該信號的轉(zhuǎn)發(fā)、處理過程，所以該終端完全可以對自己發(fā)送轉(zhuǎn)發(fā)回的下行信號進(jìn)行估計，并從疊加的信號中抵消濾除，從而正確恢復(fù)出對方發(fā)來的信號數(shù)據(jù)。在采用頻譜重疊共享技術(shù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，每個終端都接收到一個復(fù)合的下行鏈路信號。它包括對端發(fā)來的有用信號和該終端本身上行信號經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)后的無用信號。并且這兩個信號在頻率或時間或碼字上（取決于多址方式）是重疊的。為了將無用的自發(fā)信號從復(fù)合信號內(nèi)除去，必須準(zhǔn)確估計鏈路參數(shù)。這些參數(shù)主要包括信號的幅度、頻率漂移、多普勒頻移、傳播時延、未知的載波相位和定時等。但是，任何一個終端的下行鏈路參數(shù)都不可能估計得非常準(zhǔn)確。因而，實際上不可能完全從復(fù)合信號中去除其本身下行信號的影響，但通過信道參數(shù)估計，可以把影響減小。在實現(xiàn)方式上，與常規(guī)的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器相比，采用頻譜重疊共享技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器需要幾個額外的處理單元，包括：（1）自我信號估計模塊：作用是從混合的下行鏈路信號中提取自我信號的參數(shù)；（2）時延、頻率、相位和增益調(diào)整模塊：用來校準(zhǔn)本地產(chǎn)生的刪除信號的參數(shù)，使之與下行鏈路的信號參數(shù)相一致；（3）調(diào)制與濾波模塊：作用是補(bǔ)償上行與下行鏈路的濾波器效應(yīng)。這些功能模塊的物理實現(xiàn)取決于實際所使用的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器，基于軟件無線電的衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器完全可以實現(xiàn)該功能；（4）頻譜重疊共享技術(shù)可結(jié)合基本多址方式(FDMA、TDMA和CDMA)，也可以采用多種組網(wǎng)模式如DVB-S2/TDM)，TDM/SCPC系統(tǒng)，點對點SCPC系統(tǒng)等。此外采用頻譜重疊共享技術(shù)的衛(wèi)星通信系統(tǒng)分為對稱和非對稱兩類：對于通信雙方信號所占帶寬和信號功率近似或者相同的，稱為對稱載波成對復(fù)用系統(tǒng)；對于通信雙方的帶寬和功率相差很大的情況，稱為非對稱載波成對復(fù)用。對稱載波成對復(fù)用技術(shù)適用于網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，非對稱載波成對復(fù)用技術(shù)適用于星狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在該發(fā)明中，鏈路頻譜重疊共享模塊通過使收發(fā)雙方使用相同的信道來提高雙向通信衛(wèi)星的頻帶利用率，可以靈活地應(yīng)用于多種衛(wèi)星通信系統(tǒng)中并有效增加系統(tǒng)的容量。數(shù)字基帶預(yù)失真模塊在衛(wèi)星通信系統(tǒng)設(shè)計中，要求系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格的功率控制，這個問題，在功率受限時尤為突出。為了提高衛(wèi)星終端的功率效率以對抗多徑及陰影衰弱，要求放大器盡可能工作在飽和點附近，這樣就不可避免地引入了非線性失真。另外，當(dāng)考慮寬帶和多載波應(yīng)用時，放大器還會產(chǎn)生記憶非線性失真。非線性失真對衛(wèi)星通信系統(tǒng)性能的影響主要在于：誤碼率增大；信號頻譜擴(kuò)展產(chǎn)生的鄰道干擾以及采用FDMA時的多載波互調(diào)。因此，對功率放大器的非線性補(bǔ)償研究顯得尤為重要。在該發(fā)明中，自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真模塊負(fù)責(zé)補(bǔ)償放大器非線性失真，它通過在放大器前構(gòu)造非線性失真的逆特性來達(dá)到線性化目的。該發(fā)明中預(yù)失真器的自適應(yīng)采用非直接學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)，可以不需要先辨識出放大器的模型就可以直接辨識出預(yù)失真器的模型參數(shù)，結(jié)構(gòu)比較簡單。此結(jié)構(gòu)的預(yù)失真器與預(yù)失真訓(xùn)練網(wǎng)格具有完全相同的結(jié)構(gòu)。放大器的輸出采用經(jīng)過尺度變換后作為訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的輸入，訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)的輸出與放大器的輸入采樣進(jìn)行比較，誤差用于預(yù)失真器的自適應(yīng)。當(dāng)訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)收斂后，即可將訓(xùn)練網(wǎng)格的參數(shù)完全復(fù)制到預(yù)失真器。預(yù)失真器通過周期性地更換系數(shù)，可以自適應(yīng)功放特性的緩慢變化。復(fù)雜信號快速檢測技術(shù)在衛(wèi)星移動信道下，由于快速時變的隨機(jī)相位變化使得本地載波難以準(zhǔn)確地恢復(fù)，而解調(diào)器的差分檢測由于其不需要載波恢復(fù)電路、具有快速同步捕獲性能、無相位模糊且在多徑衰落下有較好的性能而被該發(fā)明采用，但差分檢測較之相干檢測需更高的信噪比（SNR）。針對解調(diào)器的相位變化具有記憶性的特點，該發(fā)明中提出了一系列改進(jìn)檢測方式來提高其性能，其一是基于最大似然序列檢測（MLSD）的方式，但MLSD實現(xiàn)起來非常復(fù)雜，所以采用了通過犧牲稍許性能換取復(fù)雜度的次最佳方法。本發(fā)明的具體實施例中將采用MDPSK差分相位檢測的判決反饋方法，其在AWGN條件下可獲得的可觀的檢測增益，當(dāng)判決反饋長度L時，其檢測性能趨近于相干檢測，在萊斯衰落信道下獲得增益稍有一些下降，但整體有益于對抗信道快衰弱引起的信噪比降低。碼接錯控制模塊在通信系統(tǒng)中，一種編碼方案能否得到實用，不僅取決于其譯碼性能，更取決于它的譯碼復(fù)雜度。數(shù)字移動信道中，在允許一定的冗余度范圍內(nèi)，通常都采用糾錯編碼技術(shù)來提高傳輸可靠性及降低SNR的要求。對移動信道的突發(fā)性錯誤，目前通用的方案是用交織和糾隨機(jī)錯誤碼相結(jié)合的方式?，F(xiàn)在較常用的有卷積碼、RS碼、BCH碼、級聯(lián)碼等。本發(fā)明的實施方式中采用基于廣義級聯(lián)碼概念上的Turbo-碼，它又稱為并行級聯(lián)碼。Turbo-碼不僅有優(yōu)異的編碼性能，并且其獨特的編碼結(jié)構(gòu)使得可以采用并行譯碼算法，這樣就大大降低了實時譯碼（采用軟判決迭代譯碼算法）的復(fù)雜度，進(jìn)而可用VLSI實現(xiàn)。另外，由于它在編碼時就溶入了交織編碼，使得它特別適合于糾正移動信道的突發(fā)錯誤。高效聯(lián)合編碼調(diào)制模塊在衛(wèi)星通信中，通常的信道編譯碼和信道調(diào)制解調(diào)過程是相互獨立考慮的，糾錯編碼抗干擾技術(shù)是以犧牲一定的有效性來換取可靠性改善的，所以一直以來認(rèn)為兩者的矛盾是不可調(diào)和的，而繼將調(diào)制和編碼相結(jié)合的TCM（TrelliscodingModulation）理論提出后，有效解決了有效性和抗干擾的矛盾，本發(fā)明中將采用這一技術(shù)。TCM的最大優(yōu)點是在不占寬衛(wèi)星通信帶寬的情況下，可獲得良好的性能改善，所以這一理論一經(jīng)提出就得到飛快發(fā)展。目前已有相關(guān)的調(diào)制器和解調(diào)器的專用集成芯片問世，并且CCITT在V.33的建議中，建議在進(jìn)行高速話帶數(shù)據(jù)傳輸時，使用二維8狀態(tài)4/5碼率的TCM，預(yù)計采用TCM技術(shù)后系統(tǒng)將有4dB的性能改善。上面各種方法的步驟劃分，只是為了描述清楚，實現(xiàn)時可以合并為一個步驟或者對某些步驟進(jìn)行拆分，分解為多個步驟，只要包含相同的邏輯關(guān)系，都在本專利的保護(hù)范圍內(nèi)；對算法中或者流程中添加無關(guān)緊要的修改或者引入無關(guān)緊要的設(shè)計，但不改變其算法和流程的核心設(shè)計都在該專利的保護(hù)范圍內(nèi)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，上述各實施方式是實現(xiàn)本發(fā)明的具體實施例，而在實際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3