[发明专利]一种分布式地基波束成形传输系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星移动通信技术领域，具体涉及一种分布式地基波束成形传输系统及方法。

背景技术

卫星移动通信系统通过多波束覆盖实现频率复用，从而提高系统容量。为了服务更多的用户并支持不断扩大的宽带业务需求，未来卫星移动通信系统将效仿地面移动通信的发展模式，即一方面逐步减小小区半径，用更多的小区覆盖原有地域；另一方面降低频率复用因子，最大限度地提高系统频率利用率。小区半径的减小依赖于卫星平台天线尺寸的增加。目前运行的Thuraya系统使用的是12.5m的S波段天线，形成250～300个波束覆盖欧洲、亚洲和非洲的110个国家和地区。而最新的TerreStar-1卫星则配备了18m的S波段天线，当TerreStar-2升空后，系统波束个数达到500个，可覆盖整个北美及其沿海地区。

如此大的波束数量将导致卫星平台数字波束成形传输的处理复杂度大幅度增加，从而使星载平台不堪重负。为了解决这个问题，可将波束成形传输的任务从卫星平台通过馈电链路转移到地面信关站来进行，这便形成了地基波束成形传输技术。地基波束成形传输技术的灵活性很高，可方便地与预编码技术及多用户监测技术相结合，解决同频组网时的波束间干扰问题。

地基波束成形传输技术的瓶颈在于馈电链路的带宽。根据MIMO（Multiple-Input Multiple-Out-put，多输入多输出）传输理论，在频率复用因子不变的情况下，波束个数的增加必然意味着馈源数量的增加。尤其是在频率复用因子为1的情况下，馈源数量要多于波束个数。由于馈源接收到的信号通常是以频分复用的方式送到地面信关站的，当馈源数量很大时，馈电链路带宽需求会非常大。目前解决这个问题的方法有三种：第一个是使用卫星平台信号压缩技术；第二个是使用带宽更充足的高频馈电链路；第三个思路是使用多个信关站复用馈电链路频带资源。第一种方法是基于消除信号相关性的思路，因此在馈源数量与波束个数相近的情况下，信号带宽的减小并不明显。第二种方法需要升级星载平台馈电链路射频。第三中方法要求馈电链路也通过多波束覆盖实现空间隔离，这增加了卫星平台馈电链路部分的硬件开销及处理复杂度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的第一个目的在于提出一种分布式地基波束成形传输系统，本发明的第二个目的在于提出一种分布式地基波束成形传输方法。