[发明专利]一种卫星载波叠加信号的帧结构及其解调方法

说明书

本发明公开了一种卫星载波叠加信号的帧结构及其解调方法，用于两个卫星地面站之间的通信。所述帧结构中包含由独特码构成的周期性引导帧，用于区分所述信号帧的来源。将本发明提出的帧结构应用在两个卫星地面站之间的通信中，本地站利用本地站帧结构中的引导帧估算出本地站发射信号经过卫星链路后的参数，并在接收信号中提取出所需的远端站信号；然后利用远端站帧结构中的引导帧估算出远端站发射信号经过卫星链路后的参数，完成远端站信号的解调。使用本发明，可以在两个卫星地面站之间使用相同频段，实现双向通信，从而有效提高卫星转发器的频谱利用率；且本发明算法简单，所需计算量小，易于实现。

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，尤其是涉及一种卫星载波叠加信号的帧结构及其解调方法。

背景技术

卫星载波叠加传输技术是指两个卫星地面站同时使用相同频率，通过地球同步轨道通信卫星实现通信的技术，图1是卫星载波叠加传输技术的示意图。设地面站A发射的上行信号为S_{A_up}，地面站B发射的上行信号为S_{B_up}，S_{A_up}和S_{B_up}的频率以及带宽均相同；经过卫星转发后，S_{A_up}变换为下行信号S_{A_down}，S_{B_up}变换为下行信号S_{B_down}，S_{A_down}和S_{B_down}的频率以及带宽也均相同。地面站A、地面站B接收到的下行信号同为S_{A_down}和S_{B_down}的叠加信号S_{A_down}+S_{B_down}。如果地面站A通过某种方法生成S_{A_down}的复制S’_{A_down}，然后在接收的下行信号中减去S’_{A_down}，地面站A接收的下行信号就成为S_{B_down}+(S_{A_down}-S’_{A_down})。当S’_{A_down}与S_{A_down}误差很小时，地面站A就得到了所需的下行接收信号S_{B_down}，可以用常规方式对信号S_{B_down}进行解调。采用相同的方法，地面站B也可实现对信号S_{A_down}的解调。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卫星载波叠加信号的帧结构及其解调的方法。本发明提出了一种基于所述帧结构的卫星载波叠加信号的解调方法，利用一帧结构，所述帧结构包括：引导帧、控制帧以及信息帧；所述控制帧用以两个地面站之间传输控制信息，调制方式为QPSK；所述信息帧用以两个地面站之间传输数据信息，调制方式包括QPSK、8PSK或16APSK；所述引导帧独特码分为两组，分别用于两个地面站，并用于区分载波叠加信号的来源；其中，每组所述引导帧独特码包括两个码型，分别加于QPSK调制信号的I路和Q路，两组所述引导帧独特码包括四个独特码码型；所述独特码码型采用m序列或golden序列伪随机码，所述四个独特码码型相互正交，所述卫星载波叠加信号解调的方法包括以下步骤：

所述两个地面站中，距离通信卫星距离较近的地面站发射上行信号时要进行信号延迟，使得两个地面站发射的上行信号到达通信卫星的时间一致，从而保证两个地面站接收信号的引导帧保持正交。

本地站接收的卫星下行信号输经下变频、采样、基带滤波后，产生正交基带信号，其中所述正交基带信号包含了本地站发送信号的基带分量和远端站发送信号的基带分量；

本地站信号参数估算模块利用本地站信号的引导帧独特码，与所述正交基带信号进行相关运算，估算出本地站发送信号的基带分量经卫星链路后的相位、幅度、时延信息；本地站基带信号形成模块根据本地站发送数据，形成相应的本地正交基带信号；

本地站基带信号校正模块利用估算出的本地站发送信号基带分量经卫星链路后的的相位、幅度、时延信息调整所述本地正交基带信号参数，产生经卫星链路后的本地站基带信号复制；