[发明专利]基于小卫星的无线通信方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通讯领域，特别涉及一种基于小卫星的无线通信方法及系统。

背景技术

随着通讯及计算机技术的发展卫星逐渐向小而精的方向发展。小卫星的编队飞行实质上是利用多个飞行中的小卫星组成一定形状，各颗小卫星之间通过星间通信相互联系、协同工作，共同承担空间信号的采集与处理以及承载有效载荷等任务，整个星群构成一个满足任务需要的、规模较大的虚拟传感器或探测器。

目前小卫星之间通信一般采用码分多址或光通信，码分多址方式实现复杂度不高，但一般速率很低，越来越不能满足目前的高速率要求；而光通信方式虽然能够达到很高的速率，但成本比较高，实现复杂。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。本发明采用正交频分复用方式，能够达到很高的速率，而且实现复杂度很低，非常适合目前的小卫星之间通信。

为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出一种基于小卫星的无线通信方法，包括以下步骤：S1：第一卫星通过无线帧的控制符号和数据符号发出控制信道和数据信道，其中，所述控制符号中承载控制信道，所述数据符号中承载数据信道；S2：第二卫星根据接收的同步符号计算帧定时，其中，所述无线帧提供所述同步符号；S3：根据所述帧定时获得参考符号和控制符号的位置，并接收所述控制信道中的控制信息；以及S4：根据所述帧定时和所述控制信息接收所述数据信道中的数据信息。

根据本发明实施例的方法，通过采用正交频分复用方式，能够达到很高的速率，而且实现复杂度很低，非常适合目前的小卫星之间通信，并且对无线帧的参考符号与控制符号和数据符号的配合及处理实现小卫星之间的数据传输，同时具有灵活性和冗余度，可以降低任务失败的风险。

本发明的一个实施例中，所述步骤S1具体包括：S11：第一卫星通过无线帧的控制符号发出控制信道；以及S12：第一卫星通过无线帧的数据符号发出数据信道。

本发明的一个实施例中，所述步骤S11进一步包括：S111：对所述控制信息添加循环冗余校验并进行信道卷积编码获得第一控制数据；S112：对所述第一控制数据进行速率匹配获得第二控制数据；S113：对所述第二控制数据进行白化处理和调制获得调制符号；以及S114：将所述调制符号映射到所述控制符号的子载波上，并对所述映射的频域数据进行快速傅里叶反变换后发送到所述第二卫星。

本发明的一个实施例中，所述步骤S12进一步包括：S121：对所述数据信息添加循环冗余校验获得第一数据；S122：对所述第一数据分段成多个编码块；S123：对所述多个编码块的每个编码块添加循环冗余校验并进行Turbo编码获得第二数据；S124：对所述第二数据拼接成一串数据，并对其进行速率匹配获得第三数据；S125：对所述第三数据进行白化处理和调制获得调制符号；以及S126：将所述调制符号映射到所述数据符号的子载波上，并对所述映射的频域数据进行快速傅里叶反变换后发送到所述第二卫星。

本发明的一个实施例中，所述步骤S2具体包括：S21：对接收的天线数据进行下变频、模数转换，得到数字基带信号；以及S22：用本地存储的同步序列与所述的数字基带信号进行滑动相关，并计算所述帧定时。

本发明的一个实施例中，所述步骤S3具体包括：S31：在所接收到的参考符号和控制符号的边界接收数据做快速傅里叶变换变换，得到频域数据；S32：在所述参考符号和控制符号的频域数据中分别提取参考符号子载波和控制信道子载波；S33：用所述参考符号子载波进行信道估计获得信道估计数据；S34：根据所述信道估计数据和所述控制信道子载波进行信道均衡和解星座映射获得软比特信息；S35：对所述软比特信息进行解扰处理和解速率匹配得到速率匹配前的数据长度数据；以及S36：对所述速率匹配前的数据长度数据进行Viterbi译码和循环冗余校验，如果循环冗余校验通过则接收控制信道成功。