[发明专利]一种分布式地基波束成形传输系统及方法

权利要求书

1.一种分布式地基波束成形传输系统，其特征在于，包括：中心信关站、多个分布式远端信关站、多波束卫星平台和多个用户终端，其中，

所述中心信关站，在前向传输阶段，通过光纤或者微波与所述多个分布式远端信关站相连，用于对前向用户数据进行预编码得到预编码数据，并通过所述光纤或者微波发送所述预编码数据至所述多个分布式远端信关站；

在反向传输阶段，通过所述光纤或者微波与所述多个分布式远端信关站相连，用于对信关站接收馈电链路下行数据进行信号检测得到恢复反向用户数据；

所述多个分布式远端信关站，分布在所述多波束卫星平台的多个波束之中：

在前向传输阶段，通过所述光纤或者微波与所述中心信关站相连，并通过馈电链路上行传输信道与所述多波束卫星平台相连，用于将所述预编码数据调制到馈电链路上行传输载频中，形成馈电链路上行数据，所述馈电链路上行数据作为所述馈电链路上行传输信道的输入，所述多波束卫星平台的星上馈源阵列接收所述馈电链路上行传输信道输出的卫星接收馈电链路上行数据；

在反向传输阶段，通过馈电链路下行传输信道与所述多波束卫星平台相连，并通过所述光纤或者微波与所述中心信关站相连，用于通过所述光纤或者微波发送所述信关站接收馈电链路下行数据至所述中心信关站；

所述多波束卫星平台，在前向传输阶段，通过所述馈电链路上行传输信道与所述多个分布式远端信关站相连，并通过用户链路下行传输信道与所述多个用户终端相连，用于对所述卫星接收馈电链路上行数据进行信号处理和变频操作，得到用户链路下行数据，所述用户链路下行数据作为所述用户链路下行传输信道的输入，所述多个用户终端接收所述用户链路下行传输信道输出的终端接收用户链路下行数据；

在反向传输阶段，通过用户链路上行传输信道与所述多个用户终端相连，并通过所述馈电链路下行传输信道与所述多个分布式远端信关站相连，用于对卫星接收用户链路上行数据进行信号处理和变频操作，得到馈电链路下行数据，所述馈电链路下行数据作为所述馈电链路下行传输信道的输入，所述多个分布式远端信关站接收所述馈电链路下行传输信道输出的所述信关站接收馈电链路下行数据；

所述多个用户终端，在前向传输阶段，通过所述用户链路下行传输信道与所述多波束卫星平台相连，用于将所述终端接收用户链路下行数据恢复为所述前向用户数据；

在反向传输阶段，通过所述用户链路上行传输信道与所述多波束卫星平台相连，用于将反向用户数据调制到用户链路上行传输载频中，形成用户链路上行数据，所述用户链路上行数据作为所述用户链路上行传输信道的输入，所述多波束卫星平台的星上馈源阵列接收所述用户链路上行传输信道输出的所述卫星接收用户链路上行数据。

2.如权利要求1所述的分布式地基波束成形传输系统，其特征在于，馈电链路和用户链路共用所述星上馈源阵列，在前向传输阶段，所述馈电链路上行传输信道矩阵为H_fu，所述用户链路下行传输信道矩阵为H_ud，在反向传输阶段，所述用户链路上行传输信道矩阵为H_uu，所述馈电链路下行传输信道矩阵为H_fd。

3.如权利要求1所述的分布式地基波束成形传输系统，其特征在于，所述星上馈源阵列在所述多波束卫星平台发射功率有限的情况下，对所述用户链路下行数据的功率增加限制条件E[(x_s1)^H(x_s1)]≤P，其中x_s1为所述用户链路下行数据，P为所述多波束卫星平台发射功率决定的功率上限值。

4.如权利要求1至3所述的分布式地基波束成形传输系统，其特征在于，所述预编码，其预编码矩阵为D，假设所述多个用户终端接收噪声满足E[nn^H]=I_K，若令H=H_udB_fH_fu，其中B_f为星上前向信号处理矩阵，在破零准则下根据正则信道反转方法得到所述预编码矩阵其中n为所述接收噪声，I_K为K×K阶单位矩阵，K为所述多个用户终端的数量，γ为所述中心信关站发送所述预编码数据至所述多个分布式远端信关站的功率。