CN104811227A - 一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，包括如下步骤：步骤1：利用接收天线接收微波信号；步骤2：对所接收到的微波信号进行解调和下变频处理，得到并行数据流；步骤3：将得到的并行数据流进行光调制发播使其调制到光纤中；步骤4：对光纤内的数据流进行光接收解调处理，利用接收端发送的本振信号对光接收解调处理后的数据流进行上变频处理，得到与真实的卫星无线电定位信号同频同源的信号；步骤5：将得到的同频同源信号通过馈送器直接馈送到发射天线或者分路给其他使用终端。本发明的有益效果：本方法有效解决了卫星信号分发时距离短、电缆铺设难度大、射频分路路数受限和造价高的问题，大幅节约了生产成本。

Description

一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法
技术领域
本发明涉及导航卫星信号传输及分发技术领域，具体来说，涉及一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法。
背景技术
卫星通信技术（Satellite communication technology）是一种利用人造地球卫星作为中继站来转发无线电波而进行的两个或多个地球站之间的通信。自20世纪90年代以来，卫星移动通信的迅猛发展推动了天线技术的进步。卫星通信具有覆盖范围广、通信容量大、传输质量好、组网方便迅速和便于实现全球无缝链接等众多优点，被认为是建立全球个人通信必不可少的一种重要手段。
现有卫星信号传输和分发技术主要是通过射频分路器以及高增益低噪声放大器对导航卫星信号进行放大分路，从而实现近距离传输，一般传输距离最大在几百米之内，由于受限于电缆衰减从而无法实现更长传输距离的要求。
如果卫星信号传输和分发方式采用光传输，又分为模拟光传输和数字光传输两种方式，模拟光传输一般适用于中低频信号。卫星导航信号一般都在L波段和S波段，都属于微波信号范畴，而且导航信号均为扩频信号，等效噪声功率湮没在噪声线以下，且根据接收载体的运动特性和天气条件，接收信号的动态范围变化很大。这就更加大了平衡传输距离和保证动态范围的难度。模拟光传输无法实现无限制分路，分路造成的信噪比损失非常突出。
针对上述相关技术中所述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中上述的问题，本发明提出一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，能够有效避免依赖很多个导航卫星信号同频转发器进行信号分发带来的距离短、电缆铺设难度大、射频分路路数受限和造价高的问题，从而大幅度节约了生产成本。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，包括如下步骤：
步骤1：利用预先设置在室外的接收天线接收微波信号；
步骤2：对所接收到的微波信号进行解调和下变频处理，得到并行数据流；
步骤3：将步骤2中得到的并行数据流进行光调制发播使其调制到光纤中；
步骤4：对步骤3中光纤内的数据流进行光接收解调处理，然后利用接收端发送的本振信号对光接收解调处理后的数据流进行上变频处理，得到与真实的卫星无线电定位信号同频同源的信号；
步骤5：将步骤4中得到的同频同源信号通过馈送器直接馈送到发射天线或者分路给其他使用终端。
进一步地：步骤3中所述的光调制发播处理包括低通滤波处理、低噪声放大处理、模数转换处理、数据复用处理和电光转换处理。
进一步地：步骤4中所述的光接收解调处理包括光电转换处理、数据解复用处理和数模转换处理。
进一步地，步骤4中所述的本振信号为时钟信号。
进一步地，步骤2中所述的下变频处理和步骤4中所述的上变频处理利用频综产生变频所需的信号频率。
进一步地，所述模数转换是将所接收到的微波信号通过数字处理芯片转换成并行数据流。
进一步地，所述数据复用是将所述并行数据流转换成串行数据流。
本发明的有益效果：本方法能够有效避免依赖多个导航卫星信号同频转发器进行信号分发带来的距离短、电缆铺设难度大、射频分路路数受限和造价高的问题，从而大幅度节约了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法的流程图；
图2是根据本发明实施例所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法的光调制发播示意图；
图3是根据本发明实施例所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法的光接收解调示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，根据本发明的实施例所述的一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，包括如下步骤：
步骤1：利用预先设置在室外的接收天线接收微波信号；
步骤2：对所接收到的微波信号进行解调和下变频处理，得到并行数据流；
步骤3：将步骤2中得到的并行数据流进行光调制发播使其调制到光纤中；
步骤4：对步骤3中光纤内的数据流进行光接收解调处理，然后利用接收端发送的本振信号对光接收解调处理后的数据流进行上变频处理，得到与真实的卫星无线电定位信号同频同源的信号；
步骤5：将步骤4中得到的同频同源信号通过馈送器直接馈送到发射天线或者分路给其他使用终端。
此外，在一个具体实施例中：步骤3中所述的光调制发播处理包括低通滤波处理、低噪声放大处理、模数转换处理、数据复用处理和电光转换处理。
此外，在一个具体实施例中：步骤4中所述的光接收解调处理包括光电转换处理、数据解复用处理和数模转换处理。
此外，在一个具体实施例中，步骤4中所述的本振信号为时钟信号。
此外，在一个具体实施例中，步骤2中所述的下变频处理和步骤4中所述的上变频处理利用频综产生变频所需的信号频率。
此外，在一个具体实施例中，所述模数转换是将所接收到的微波信号通过数字处理芯片转换成并行数据流。
此外，在一个具体实施例中，所述数据复用是将所述并行数据流转换成串行数据流。
为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
在具体使用时，利用宽带模拟/数字变换技术将导航卫星信号直接采用变为数字信号进行光调制，然后通过光传输网络进行传输，并通过分路器进行分路复用，接收端对光信号通过宽带数字模拟变换恢复出载波信号；分别在接收端和发送端增加高增益低噪声放大器对信号进行增强，从而实现了单个导航卫星信号远距离传输和分发。
在具体使用时，数字化光传输克服了传统模拟光调制方式不能兼顾传输距离和动态范围的弱点，真正实现了模拟中频信号的高保真远程搬移；可以几乎不受限制地进行分路，且对信噪比的影响不显著。由于避免采用了宽带数模和模数变化器，不需要高动态范围模拟光调制设备，从而使得成本大幅度降低。
在具体使用时，数字化光传输与模拟光传输的最大不同是，前者可以兼顾动态范围和距离。在模拟输出方式下，数/模转换芯片的动态指标在整个链路中是最低的，与同分辨率的模/数芯片相比有12-15dB的差距，即使与现阶段较好的运放芯片谐波失真指标相比，也有5-10dB的差距。本发明方法则可工作在全数字输出模式下，此时数/模转换以及输出放大部分被舍弃，取而代之的是数字下变频和数字解调，基本上不再存在信号损失。
综上所述，本方法能够有效避免依赖多个导航卫星信号同频转发器进行信号分发带来的距离短、电缆铺设难度大、射频分路路数受限和造价高的问题，从而大幅度节约了生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：利用预先设置在室外的接收天线接收微波信号；
步骤2：对所接收到的微波信号进行解调和下变频处理，得到并行数据流；
步骤3：将步骤2中得到的并行数据流进行光调制发播使其调制到光纤中；
步骤4：对步骤3中光纤内的数据流进行光接收解调处理，然后利用接收端发送的本振信号对光接收解调处理后的数据流进行上变频处理，得到与真实的卫星无线电定位信号同频同源的信号；
步骤5：将步骤4中得到的同频同源信号通过馈送器直接馈送到发射天线或者分路给其他使用终端。
2.根据权利要求1所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，其特征在于：步骤3中所述的光调制发播处理包括低通滤波处理、低噪声放大处理、模数转换处理、数据复用处理和电光转换处理。
3.根据权利要求1所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，其特征在于：步骤4中所述的光接收解调处理包括光电转换处理、数据解复用处理和数模转换处理。
4.根据权利要求1所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，其特征在于，步骤4中所述的本振信号为时钟信号。
5.根据权利要求1所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，其特征在于，步骤2中所述的下变频处理和步骤4中所述的上变频处理利用频综产生变频所需的信号频率。
6.根据权利要求2所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，其特征在于，所述模数转换是将所接收到的微波信号通过数字处理芯片转换成并行数据流。
7.根据权利要求2所述的基于光传输的导航卫星信号远距离传输及分发方法，其特征在于，所述数据复用是将所述并行数据流转换成串行数据流。
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