[发明专利]一种基于群时延效应和非线性约束的卫星信道建模方法

说明书

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种将高功率放大器的非线性和群时延非线性效应有机结合的卫星信道建模方法。

背景技术

在卫星通信中，通信质量与卫星信道特性有关。根据卫星信道特性所建立的信道模型是否与实际信道特性一致，是影响卫星通信质量的关键。而传统的卫星信道模型视为由发送滤波器、高功放的线性信道模型和高功放的非线性信道模型级联而成，如图1所示，传统模型是针对高功率放大器的非线性性进行建模的，没有考虑卫星通信系统中上行链路通信环境、发射滤波器及卫星内部高功率放大器所引起的群时延效应的影响。

图1所示的传统卫星信道模型，发送滤波器为奈奎斯特升余弦滤波器，卫星高功率放大器是采用线性限冲激响应(FIR)滤波器与无记忆非线性模型级联结构的。其中，高功放的线性信道模型用维纳模型的线性部分表示为

Y(n)=Σi=0NW1(i)X(n-i),]]>

高功放的非线性信道模型用维纳模型的非线性部分为

Z(n)=Σj=1MW2(n-j)(Y(n))j,]]>

式中，W₁(n)表示维纳模型的线性部分系数，W₂(n)表示维纳模型的非线性部分系数，Y(n)和Z(n)分别为线性和非线性部分的输出；W₁(n)和W₂(n)是采用随机梯度下降法进行更新的。这种卫星信道维纳模型在逼近真实卫星信道的过程中，存在较大误差，甚至可能会出现无法收敛的情况。因此，用不计及群时延效应的卫星信道维纳模型去逼近真实的卫星信道，严重影响了卫星通信效率和质量。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种卫星信道的建模方法，将高功率放大器的非线性和群时延非线性效应有机结合，解决了现有技术信道模型对真实卫星信道的模拟跟踪性能低下的问题，有效提高了卫星通信质量。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于群时延效应和非线性约束的卫星信道建模方法，包括如下步骤：

步骤A，系统输入信号a(n)经线性信道得到其输出信号b(n)；系统输入信号a(n)经群时延信道1得到其输出信号b₁(n)；系统输入信号a(n)经群时延信道2得到其输出信号b₂(n)；其中，n为整数，表示时间序列；

步骤B，由步骤A所述的系统输入信号a(n)、线性信道输出信号b(n)和群时延信道1输出信号b₁(n)，经运算器1运算得非线性信道输入信号x(n)：x(n)＝b(n)b₁(n)/a(n)；

步骤C，步骤B所述的非线性信道输入信号x(n)经非线性信道，得其输出信号y(n)；