[发明专利]一种Ka频段宽带链路建模仿真系统

说明书

本发明公开了一种Ka频段宽带链路建模仿真系统，包括用户端、卫星端、地面端以及群时延及幅频特性模块。由发射端产生数据并经过发射端数传模块、Ka频段发射天线模块以及无线信道模块；然后到达卫星端，经过Ka频段卫星天线接收模块、多级变频相位噪声级联模块、Ka频段TWTA非线性模拟模块，经过卫星天线卫星发射模块发送到无线信道；最后到达接收端，经过天线接收模块以及接收端数传模块，将发射端数据和接收端数据输入到计算BER模块，计算出误码率和误帧率；而群时延及幅频特性模块贯穿整个链路，其中群时延由滤波器模块添加，幅频特性模块方便观察链路各处的幅频特性。本发明在链路各处使用多处元器件非线性模拟仿真，可以有效提高链路仿真的真实性。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体涉及一种Ka频段宽带链路建模仿真系统。

背景技术

近年来，随着大量联网设备的增加，以及部分地区地面无线网络难以有效覆盖，由于卫星通信覆盖区域大，可与各种多址连接技术结合构成通信网，以及通信频带宽、容量大等特点，卫星通信可以作为地面网络的有效补充。因此对于卫星通信在各个频段不同编码调制方式下的系统仿真可以在卫星发射前对系统通信容量和通信有效性进行验证和仿真。

在卫星通信系统中，对于特定的载波频率，不同的扩频、编码、调制方式等要达到通信的误码率标准有不同的信噪比要求。因此对于不同的扩频、编码、调制方式，在Ka频段单址的条件下，进行卫星物理层建模仿真是一个亟待解决的技术难题。为此，提出一种Ka频段宽带链路建模仿真系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何在Ka频段单址的条件下，对于不同的扩频、编码、调制方式进行卫星物理层建模仿真的问题，提供了一种Ka频段宽带链路建模仿真系统。该系统可以在不同的扩频、编码、调制方式下，对卫星链路的物理层进行仿真，通过不同的编码、调制方式验证该卫星通信系统的系统容量和到达特定误码率所需的信噪比。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括前向链路地面端和返向链路用户端、卫星端、前向链路用户端及返向链路地面端；

所述前向链路地面端及返向链路用户端包括发送端数传仿真模块、Ka频段天线发射模块、Ka频段无线链路信道传输模块；所述发送端数传仿真模块用于对原始数据进行编码、数字调制、成型滤波、空闲数据添加工作；所述Ka频段天线发射模块用于将调制及成型滤波后的信号输出到无线信道中，并对天线增益进行模拟；所述Ka频段无线链路信道传输模块用于接收所述Ka频段天线发射模块发射的信号；

所述卫星端包括Ka频段卫星天线接收模块、多级变频相位噪声级联模块、Ka频段TWTA非线性模拟模块；所述Ka频段卫星天线接收模块用于从信道中接收传输信号，按照天线增益进行放大，再经过低噪声放大器将微弱信号放大并输出至所述多级变频相位噪声级联模块；所述多级变频相位噪声级联模块用于在连接卫星有效载荷混频器的频率源模型中加入相位噪声的影响，使频率源振荡器直接输出带相位噪声的波形进行混频；所述Ka频段TWTA非线性模拟模块用于根据SystemVue中的放大器模块模拟生成，同时根据输入的相关参数，计算TWTA模块的仿真参数；

所述前向链路用户端及返向链路地面端包括接收端数传仿真模块、Ka频段天线接收模块；所述接收端数传仿真模块用于进行对接收数据的匹配滤波、帧同步、下采样、解调与解码以及误码率统计工作，所述Ka频段天线接收模块用于从无线信道中接收传输信号，按照天线增益进行放大；再经过低噪声放大器将微弱信号放大并输出。

更进一步地，所述Ka频段无线链路信道传输模块接收发射的信号后，利用星地距离d和载波中心频率f_c计算自由空间传播损耗PL：

PL(dB)＝92.44+20lgd(m)+20lgf_c(GHz)

并将输入的衰减值加入空间传播损耗的计算当中。