[发明专利]基于卫星透明转发模式的分布式相干终端簇通信方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于卫星透明转发模式的分布式相干终端簇通信方法及系统，其中，该方法包括：100，发射组网络节点以主从架构的方式完成载波同步；200，所述发射组网络的节点利用波束成型协议完成波束成型；300，所述发射组网络的节点利用网络成型协议完成星地分布式的网络规划；400，所述发射组网络以分布式相干通信方式向透明卫星发送数据；500，所述透明卫星对接收到的数据进行透明转发与变频，并传输至接收组网络；600，利用所述接收组网络以分布式相干通信方式对转发来的数据进行接收、分发和解调恢复。本发明采用透明卫星转发模式，有效实现分布式相干终端簇间的卫星通信。

技术领域

本发明涉及卫星通信与分布式相干通信技术领域，尤其涉及一种基于卫星透明转发模式的分布式相干终端簇通信方法及系统。

背景技术

2020年6月5日，DARPA启动弹性组网分布式马赛克通信(RN DMC)项目，计划开发由空间分布的小型收发单元组成的马赛克天线，来实现远距离通信，以便替代大功率放大器和大型定向天线。

分布式相干通信使无线电网络能够通过协同公共消息的传输来扩展其通信范围。这样，在传播之后，信号同时并同相地到达预期的接收节点。接收功率是总发射功率和总天线阵列增益的乘积，两者都随着发射节点的数量线性增长，导致到达通信目的节点的功率呈二次增长。然而，为了进行“分布式发射波束成型”，所有发射源节点必须就公共消息达成一致，需要“同时”发射、同步它们的载波频率，并控制它们的载波相位。所以，实现分布式相干通信的主要挑战包括时间同步、协同信息共享、以及最关键的分布式载波同步。

另一方面，透明转发式卫星通信是当前主流的卫星通信方式，而在卫星通信领域，将分布式相干通信与透明转发卫星模式相结合的研究较少。因此，需要研究一种基于透明转发模式的卫星通信场景下，各终端采用分布式相干通信系统的架构与方法，确定在该场景下的通信流程、同步策略以及波束成型协议等，减小信令开销，以获得此种通信系统的可实现性。

发明内容

为解决上述现有技术存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于卫星透明转发模式的分布式相干终端簇通信方法及系统，实现分布式相干终端簇间的卫星通信。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种基于卫星透明转发模式的分布式相干终端簇通信方法，包括：

100，发射组网络的节点以主从架构的方式完成载波同步；

200，所述发射组网络的节点利用波束成型协议完成波束成型；

300，所述发射组网络的节点利用网络成型协议完成星地分布式的网络规划；

400，所述发射组网络以分布式相干通信方式向透明卫星发送数据；

500，所述透明卫星对接收到的数据进行透明转发与变频，并传输至接收组网络；

600，所述接收组网络以分布式相干通信方式对转发来的数据进行接收、分发和解调恢复。

根据本发明的一个方面，所述发射组网络是由初始化任一需要进行分布式相干通信、作为主节点的小型卫星通信终端，及其周围距离相近、作为从节点的小型卫星通信终端组成的发射终端簇；

所述接收组网络是与所述发射组网络位置不同的距离相近的小型卫星通信终端组成的接收终端簇。

根据本发明的一个方面，所述步骤100中，发射组网络的节点以主从架构的方式采用开环同步方法完成载波同步，所述载波同步包括载波的频率同步和相位同步。

根据本发明的一个方面，所述步骤100包括：

101，各从节点随机调整其载波相位；

102，主节点作为分布式波束成型器同时向各从节点广播正弦信号；