CN102404042B - Bb-rf多通道通信管理设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种BB-RF多通道通信管理设计方法，属于卫星通信技术领域。所述多通道通信管理设计方法包括S1多通道下通道个数的管理；S2多通道管理下数据分配。本发明的有益效果是：通过多通道通信管理控制软件，能够传输高速率数据，达到系统最佳的通信效果和数据传输效率，并且降低了系统器件的要求，满足了各种器件性能，节约了系统成本，很好的解决了单通道根本不可能解决的问题，并且支持各种协议下物理层的高速数据传输。
Description
所属技术领域
本发明所属技术领域为卫星通信，更具体地说，属于一种BB-RF多通道通信管理设计方法。
背景技术
近年来，卫星通信得到了越来越广泛的应用，人们对卫星通信的要求不再局限于单一的数据通信，更多地转向语音、视频、图像等多媒体业务的传输。传统的卫星通信数据速率、频带十分有限，难以满足人们对大容量数据高速传输的需求。同时，相应的通信终端也无法达到高速、宽带、小口径等应用需求。随着信息化的快速发展，对通信质量、覆盖能力、综合业务能力、传输能力等的需求越来越高，急切需要解决当前通信系统的传输数据速率相对较低的问题。
卫星数据传输是卫星通信的重要研究内容，随着目前卫星通信传输速率越来越高，单通道传输已不能满足通信系统在高速率、大业务量、可靠性等方面的要求，相应的设备也同样难以满足高速率传输的要求。BB-RF多通道通信管理控制器解决了单通道只能传输较低速率数据的根本性问题，它是提高通信性能的一种新型技术。通过利用通道管理使数据在物理层进行超高速传输成为可能，进而实现了卫星高速率大业务量通信。
发明内容
本发明为了解决以上问题，公开了一种BB-RF多通道通信管理设计方法。
本发明针对卫星通信中单通道通信已不能满足当前通信系统在高速率、大业务量、可靠性等方面的要求，提出了多通道通信的思想，采用多通道管理方案和单通道调制的原理，支持各种协议下物理层的数据传输，兼容现有的协议体系，具有更广泛的适用性。
本发明内容包括：
S1多通道下通道个数的管理：当给定了数据最大传输速率时，在已知系统器件能够承受最高比特速率条件下，多通道通信管理控制器软件能够自动分出最佳的通道个数，以达到系统最佳的通信效果和数据传输效率。
S2多通道管理下数据分配：为有效的传输高速率数据，每个通道中的数据分配是依照多通道管理下数据分配方案执行的，根据数据分配方案原则，有效地降低了每个通道数据传输速率，降低了对系统器件的要求，达到高速传输数据的目的。
本发明的有益效果是：通过多通道通信管理控制软件，能够传输高速率数据，达到系统最佳的通信效果和数据传输效率，并且降低了系统器件的要求，满足了各种器件性能，节约了系统成本，很好的解决了单通道根本不可能解决的问题，并且支持各种协议下物理层的高速数据传输。
本发明降低系统器件指标的要求，节约了系统成本，并满足各种器件性能；对物理层的高速数据进行多通道管理，可广泛应用于我国通信卫星系统中的高速数据传输，同时亦应用于军用卫星系统的高速数据传输，支持各种协议下物理层的数据传输。
附图说明
附图1是本发明基于16QAM的多通道调制/解调方案框图；
附图2是本发明调制模块；
附图3是本发明通道管理高速数据分配方案；
附图4是本发明不同方案下通道1对应的比特抽样示意图；
附图5是通道个数管理流程图；
附图6是通道管理方案3的数据分配流程图。
具体实施方式
BB-RF多通道通信管理控制器软件主要针对于卫星高速率数据通信，并且支持各种协议下物理层的数据传输。
图1为基于16QAM的多通道通信原理框图。当高速率数据经过发送端通道管理模块后，高速数据被分成几条最佳的通道，并进行16QAM调制，此时每条通道的比特速率都能够降到系统硬件性能的要求。每个通道数据在经过调制后发送，接收端将收到的信号送入解调模块，解调后的比特流经过接收端的通道管理模块后，恢复出原来的数据。
图2为调制模块：它是将每条通道的数据映射到16QAM星座图上，每四个比特构成一个码子，具体实现的方法是，将输入的信号进行串并转换分成两路，分别叫做I路和Q路，再把每一路的信号分别按照两位格雷码的规则进行映射，经过成形滤波后调制到基带载波上；经过基带调制后的两路信号合成一路再进行射频调制。
图3为通道管理高速数据分配方案。方案3是第1个数据顺序的进入第一个通道，第2个数据顺序的进入第二个通道，第4N个数据顺序的进入第4N个通道，第4N+1个数据顺序的进入第一个通道，依此类推。分配方案3由于每个数据进入到不同的通道，如以数据速率为Rmaxbps为例，理论上其所需要的通道个数为(其中N为所需通道个数，R器件maxbps为系统中能够承受最低的比特速率的器件)，则第个码元又回到第一个通道，这样有效的降低了每个通道数据传输速率。同时，由于该方法将高速率数据降低为原来的1/N所需，对器件要求也随之降低。因此仿真中采用数据分配方案3。
图4为不同方案下通道1对应的比特抽样示意图。图4是对图3的进一步说明，在一个周期内，虽然通道1中都是4个比特，但是方案1、2的比特抽样率并没有实质性的降下来，而方案3将4位比特分布在一个周期上，使得比特抽样率下降。因此有效的降低了每个通道数据传输速率。
图5是通道个数管理流程图；
先判断器件中vsample(采样器最高速率)和vdp(电平转换器件最高速率)哪个速率高；当vsample(采样器最高速率)≥vdp(电平转换器件最高速率)，比较vcons和vdp，选出最小者和vmod(调制器件最高速率)进行比较，进而选出速率最小者；当vcons(星座映射器件最高速率)最小时，通道个数的计算式为当vdp(电平转换器件最高速率)最小时，通道个数的计算式为反之为
当vsample(采样器最高速率)小于vdp(电平转换器件最高速率)时，再判断vsample(采样器最高速率)与vcons(星座映射器件最高速率)哪个速率高；当vsample(采样器最高速率)速率高时，再比较vcons(星座映射器件最高速率)和vmod(调制器件最高速率)，进而选出速率最小者；当vcons(星座映射器件最高速率)最小时，通道个数的计算式为反之为
当vsample(采样器最高速率)小于vmod(调制器件最高速率)时，速率最小为vsample(采样器最高速率)，通道个数的计算式为反之为
图6是通道管理方案3的数据分配流程图；
方案3的数据分配是将传输数据中的数据顺序的进入通道，即第1个数据的进入第一个通道，第2个数据进入第二个通道，第k个数据顺序的进入第k个通道，依此类推；
数据分配时判断是否到了最后一个通道，以决定一下数据到哪一通道；当没有到最后一个通道时，下一比特数据进入到下一个通道，依此类推；否则，将下一比特数据转到第一个通道；
数据分配时判断是否到了最后一个数据，以决定数据传输是否结束；当没有到最后一个数据时，下一比特数据进入到下一个通道，依此类推；同时判断是否到达最后一个通道；否则，数据传输结束。
Claims (1)
1.一种BB-RF多通道通信管理设计方法，其特征在于，所述设计方法包括：
S1多通道下通道个数的管理：当给定了数据最大传输速率时，在已知系统器件能够承受最高比特速率条件下，多通道通信管理控制器软件能够自动分出最佳的通道个数，以达到系统最佳的通信效果和数据传输效率；
先判断器件中采样器最高速率vsample和电平转换器件最高速率vdp哪个速率高；当采样器最高速率vsample≥电平转换器件最高速率vdp，比较vcons和vdp，选出最小者和调制器件最高速率vmod进行比较，进而选出速率最小者；当星座映射器件最高速率vcons最小时，通道个数的计算式为N＝[Rmax/vcons]；当电平转换器件最高速率vdp最小时，通道个数的计算式为N＝[Rmax/vdp]；反之为N＝[Rmax/vmod]；Rmax为数据速率；
当采样器最高速率vsample小于电平转换器件最高速率vdp时，再判断采样器最高速率vsample与星座映射器件最高速率vcons哪个速率高；当采样器最高速率vsample速率高时，再比较星座映射器件最高速率vcons和调制器件最高速率vmod，进而选出速率最小者；当星座映射器件最高速率vcons最小时，通道个数的计算式为N＝[Rmax/vcons]；反之为N＝[Rmax/vmod]；Rmax为数据速率；
当采样器最高速率vsample小于调制器件最高速率vmod时，速率最小为采样器最高速率vsample，通道个数的计算式为N＝[Rmax/vsample]；反之为N＝[Rmax/vmod]；Rmax为数据速率；
S2多通道管理下数据分配：为有效的传输高速率数据，每个通道中的数据分配是依照多通道管理下数据分配方案执行的，根据数据分配方案原则，有效地降低了每个通道数据传输速率，降低了对系统器件的要求，达到高速传输数据的目的；
数据分配方案是将传输数据中的数据顺序的进入通道，即第1个数据的进入第一个通道，第2个数据进入第二个通道，第k个数据顺序的进入第k个通道，依此类推；数据分配时判断是否到了最后一个通道，以决定一下数据到哪一通道；当没有到最后一个通道时，下一比特数据进入到下一个通道，依此类推；否则，将下一比特数据转到第一个通道；数据分配时判断是否到了最后一个数据，以决定数据传输是否结束；当没有到最后一个数据时，下一比特数据进入到下一个通道，依此类推；同时判断是否到达最后一个通道；否则，数据传输结束。
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