[发明专利]DVB-RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法

说明书

本发明提供了一种DVB‑RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法，在Mesh RCST RL LM接收机基础上，充分利用DVB‑RCS2 RL LM Turbo码译码器迭代输出的有效载荷符号的假设后验概率对数似然比信息，并行执行迭代同步、迭代均衡、迭代噪声干扰抵消三个涡轮迭代运算。本发明通过进行迭代同步和迭代信道估计来消除载波频率偏移、载波相位偏移、定时偏差、幅度变化，实现迭代均衡，使用迭代噪声干扰估计与抵消技术来减轻相邻卫星干扰、ACI和IMI的影响。另外，本发明使用迭代噪声干扰估计与抵消技术还可以减轻CCI的影响，从而允许采用多个用户在相同频率或时隙传输的高效多址接入方案。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，尤其涉及一种DVB-RCS2 RL三涡轮迭代接收机及接收方法。

背景技术

提供各种互动服务的卫星数字电视广播返回信道（Digital Video Broadcasting- Return Channel via Satellite，DVB-RCS）宽带卫星通信系统通常由工作在C、X、Ku和Ka频段上的地球静止轨道卫星和大量分布在广阔地理区域、采用小孔径天线的返回信道卫星终端（Return Channel Satellite Terminal，RCST）组成，RCST通过卫星与HUB信关站进行通信。为了有效地利用系统网络资源，所有终端使用多频时分多址（MF-TDMA）共享卫星返回信道（DVB-RCS），其中每个终端在有限的时间周期内分配有限的频率时隙进行突发（Bursts）传输。为了有效降低卫星通信传输时延，DVB-RCS2标准设计支持RCST具有Mesh功能。

小孔径天线的一个特点是天线波束宽，因此采用小孔径天线、支持Mesh功能的RCST的返回链路（Return Link，RL）接收机可能受到相邻卫星的干扰。此外，在移动卫星通信应用中，安装在空中飞机、海上船舶、火车或地面车辆上的小孔径天线终端可能会产生天线指向误差，这也可能会潜在加重相邻卫星的干扰。这些综合效应导致了小孔径天线MeshRCST RL接收机会受到另一个卫星网络的时变干扰。

宽带卫星通信DVB-RCS RL信道也是衰落信道，特别是在RCST移动以及在遮挡阴影无法直射的情况下，信道中多径时延的问题变得更加突出；信号的传输带宽可能会大于信道的相干带宽，使得DVB-RCS RL信道上的宽带卫星通信受到严重的频率选择性衰落影响。RCST移动还会导致信号载波发生多普勒频移。

考虑卫星使用的星载高功率放大器（HPA）具有典型的行波管非线性特征，导致发射信号星座点的相位和幅值会发生畸变。更具体地说，卫星非线性功率放大器的相位和幅值响应主要取决于其输入信号的包络。由于来自不同RCST的RL信号之间具有随机的相位、频率和功率偏差，因此卫星HPA的输入信号包络在块（Block）与块之间的变化，导致卫星行为从一个块到下一个块也随之改变。

HPA的非线性还导致DVB-RCS RL MF-TDMA的邻道干扰（ACI）和互调干扰（IMI）加剧。此外，当系统设计采用允许多个用户同时使用相同的频率或时隙的高效多址接入方式时，系统还存在共信道干扰（CCI）。另外，支持Mesh功能RCST的RL接收信号还会受到射频本地振荡器（LO）和接收机前端调谐器引起的载波相位噪声。由于RL信道的带宽有限，与块中连续符号相关联的相位噪声样本会经历更大的变化。

综合以上因素，DVB-RCS RL信号传输过程中会出现载波频率偏移、载波相位偏移、定时偏差、幅度变化，信号经过卫星信道（含星载HPA的非线性）到达接收端会受到严重的干扰，造成传输性能下降。为此，必须专门有针对性地设计一种高性能的Mesh RCST RL接收机。