[发明专利]多载波多速率动态解调的星上处理方法及系统

说明书

技术领域

本发明给出了一种面向跳波束卫星通信的动态载波配置方法及星上处理系统，用于跳波束环境下的高效业务接入，属于卫星通信技术领域。

背景技术

随着卫星通信技术的发展，国外相继发射大容量、高速率的通信卫星，以满足不断增长的卫星宽带通信与广播业务需求。大容量宽带通信卫星系统的特点是广覆盖和大容量，采用多点波束和频率复用等技术，具有较高的系统容量和频谱利用率，目前的多点波束卫星通信系统在载荷设计时各波束的频率复用、射频功率都为固定分配方式。但是，由于波束各覆盖区内的业务需求并不相同，这种固定的载荷设计缺乏足够的灵活性来优化分配卫星资源，造成卫星性能受限及容量受限，因此各国都在致力于寻求更为灵活的卫星资源分配方式，以期获得更好、更灵活的系统可用容量。

在星上采用再生解调以及IP路由转发技术，结合星间链路传输，可以有效实现全球覆盖的宽带通信网络，提升多类型终端及业务的互连互通能力，同时减小对大规模地面布站的依赖。因此，基于星上处理的IP组网模式成为了天基宽带网络建设的技术方向之一。

由于宽带业务在时间以及区域上的不一致性，常采用相控阵天线实现波束的灵活变化，同时结合跳波束通信技术，实现整个卫星载荷的优化设计以及业务的灵活调配，例如美国的Spaceway3卫星星上采用处理转发技术，下行采用跳波束体制。

国外相关文献重点研究面向透明转发的跳波束通信系统的前向广播业务中，主要研究其对系统容量的提升上，针对基于星上处理的跳波束通信的上行高效接入并没有详细研究。

发明内容

本发明的技术解决问题是：面向星上处理的跳波束卫星通信应用，给出了一种动态载波配置方法及星上处理系统，动态载波配置方法能够根据每个波束跳变覆盖区域的终端及业务特性动态改变载波个数及载波速率，更加灵活的分配时间和频率资源，提高了业务接入的灵活性以及系统的性能及容量；星上处理系统所使用的多载波多速率处理方法能够很好的适应不同时隙下的载波配置模式的变化，实现流程简单，资源消耗少，适用于星载应用。

本发明的技术解决方案是：一种多载波多速率动态解调的星上处理系统，包括：解调动态控制模块、多载波多速率动态数字分路模块和多载波多速率解调模块；

解调动态控制模块，从星载跳波束控制器获取实时的波束跳变时间基准信号以及载波动态配置信息，并根据载波动态配置信息在波束跳变时间基准信号给出的基准时刻，产生对应的载波配置控制信号，控制载波多速率动态数字分路模块以及多载波多速率解调模块的实时工作模式；

多载波多速率数字分路模块，对星上相控阵天线输出的模拟信号进行模数变换，在载波配置控制信号的控制下，完成不同混合模式的载波动态分路，将分离出的多路载波信号送给多载波多速率解调模块；

多载波多速率解调模块，对多载波多速率数字分路模块输出的多路载波信号进行缓存，在载波配置控制信号的控制下，对多路载波信号进行分时解调处理，将解调出来的数据送给星上交换路。

多载波多速率动态数字分路模块包括AD采样模块、正交变频模块、第1级采样率变换模块、第2级树形分路处理模块、第3级树形分路处理模块、第4级树形分路处理模块、第5级树形分路处理模块、第N级树形分路处理模块、多通道选择及数据格式化模块、多通道数字变频滤波模块；

AD采样模块，实现对输入中频信号即星上相控阵天线输出的模拟信号模数变换后送给正交变频模块；

正交变频模块，对中频信号进行频率搬移处理，变换为I、Q两路基带信号后送给第1级采样率变换模块；

第1级采样率变换模块，对I、Q两路数据进行速率变换处理，变换为满足第2级树形分路处理模块所需的采样速率，分别送给第2级树形分路模块以及多通道选择及数据格式化模块；

利用第2级树形分路模块至第N级树形分路模块依次对上一级输出的信号进行分路，分别送给下一集级树形分路模块以及多通道选择及数据格式化模块；

多通道选择及数据格式化模块，根据载波配置控制信号即MCMR控制指令给出的当前的载波配置模式，从第1级树形分路处理模块至第N级树形分路处理模块产生的分路信号中选取对应载波的信号，同时对第1级树形分路处理模块至第N级树形分路处理模块送来的分路信号重新进行格式化编排，变成串行信号送给多通道数字变频滤波模块；

多通道数字变频滤波模块，对多通道选择及数据格式化模块的串行信号进行变频及匹配滤波后输出。

每一级树形分路处理模块，包括：半带滤波分时处理控制模块、半带滤波器系数组、数据存储RAM组、复数乘法器组以及数据累加处理模块；