[发明专利]测控信号与OFDM信号一体化波形共存传输系统

说明书

本发明公开的一种测控信号与OFDM信号一体化波形共存传输系统，旨在提供一种高速、实时、传输可靠的波形共存传输系统，本发明通过下述技术方案实现：数据链路中，数据信息模块产生的数据信息比特，经LDPC编码模块、QAM调制模块进行幅度调制，OFDM模块生成正交复用OFDM信号，经功率调整模块率调整后与测控信号一起在信道叠加模块中完成功率域的叠加；测控链路上的测控信息模块经卷积编码模块、BPSK调制模块调制和扩频模块扩频后，将BPSK信号流映射到载波上，经功率调整后与数据信号一起在信道叠加模块中完成功率域叠加，叠加形成扩频测控信号与正交频分复用OFDM信号共存的一体化波形信号。

技术领域

本发明涉及一种可用于航空、航天测控通信等技术领域，基于功率域叠加的测控数传一体化传输及接入系统，尤其是基于功率域叠加的扩频测控信号与OFDM信号共存的一体化波形传输及接入系统。

背景技术

随着航空、航天事业的发展和天地一体化体系的建设以及新的测控技术的不断出现并且，出现了多种测控信号体制共存的现状，导致遥感、遥控和数传分系统的各阶段测试面临的任务难度越来越大，任务周期越来越紧。尤其是随着测控技术与无线通信技术的进一步融合，接入测控通信目标数量的增多和接入测控通信目标测控精度需求的提高，使得现有频带资源变得愈发拥挤，技术难度也显著增大。单点计划式的测控需求逐步转向集群非计划式的测控需求，另一方面，测控目标的集群化发展也对系统的多址接入能力、高速率传输能力提出了更高的要求。现有的无线通信和扩频测控信号共存系统不能完全满足上述需求，需要寻求设计方法和技术上的突破，核心关键技术之一是共用信号波形设计。现有的无线通信和扩频测控信号共存系统采取的是“序贯设计”的方法，往往是从雷达或者通信单一系统角度出发进行设计，然后通过调整信号波形参数来尽量满足另一系统的需求。由于在设计之初缺乏一体化的考虑，更没有完善的理论体系对信号波形设计进行规范和指导。在进行多脉冲相参积累时,一体化波形不同脉冲间的差异可能会导致目标能量积累性能下降，导致设计的信号波形很难在兼顾测控和通信性能。由于现有一体化信号均采用固定的波形，不能适应动态变换的复杂电磁环境。如何在保持现有测控能力的同时实现集群接入和高速传输成为目前测控领域的重要课题，目前的共用信号波形的设计主要利用两个正交的信号波形分别进行测控通信和通信信号的调制，然后采用叠加的方式进行发射，这种思路的关键是寻找两个正交的信号波形，一旦信号波形不正交，将严重影响其系统功能。更重要的是，如果采用的信号波形在频率正交，则会增加对频率带宽的需求，如果采用的信号波形在空域正交，则会降低测控通信使用的相控阵面积和功率，影响测控通信探测的性能；其次是在测控通信波形中加载通信数据，统一采用一种信号波形进行调制，然后进行发射，这种方法目前有单载波和多载波体制，在单载波体制中，线性调频、伪随机序列是典型的信号波形，单载波体制普遍存在频谱效率较低的问题，多载波体制主要采用正交频分复用OFDM信号波形，OFDM作为一种新兴的多载波调制技术,具有很好的抗多径衰落性能,超高的频带利用率,被视为第移动通信技术的关键技术之一。为获取无线信号多径传播信息提供技术支持，通常是将信道分成若干个彼此相交的子信道，然后将高速串行的数据流转换为多个低速并行的子数据流，并将子数据流调制到正交子信道中传播，每个子数据流称之为子载波，每个子载波之间相互正交。常用的无线设备的频宽为20MHz,在这样的频宽下的正交频分复用系统下，CSI被分为30个子载波组。每个CSI测量值是包含30个Ntx*Nrx维的矩阵，Ntx是发送天线的个数，Nrx是接收天线的个数。任意矩阵内的元素是在一个确定OFDM载波频率下一对天线对之间的CFR(Channel Frequency Response)值。我们称在一定时间序列下的给定天线对之间的CFR值为CSI流。CFR信道频率响应，可以用来描述多径传播，包括相频响应和幅频响应。