CN105511489B - 快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端 - Google Patents

快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端 Download PDF

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Abstract

本发明提出的一种快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端，旨在提供一种实现技术难度小，能够将多飞行器快速接入的配置终端。本发明通过下述技术方案予以实现：信道单元将一路中频信号送入解扩单元，解扩处理后并行两路送入信号检测单元和解调处理单元，信号检测单元得到与北斗二代星座相控阵星间链路前向发射信号时序一致的同步脉冲信号，解调处理单元输出解调数据送信息处理单元，区分多个飞行器目标，根据同步脉冲信号和飞行器标识位信息，信号产生单元产生与北斗二代星座相控阵星间链路返向接收信号时序一致的中频信号，并送到信道单元转换为射频信号，建立与北斗二代星座之间的通信链路。

Description

快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端
技术领域
本发明是关于测控通信领域中，为多飞行器接入北斗二代星座相控阵星间链路系统提供的一种快速实现方法。
背景技术
通过星间链路将实现北斗卫星全球系统自主导航，提高测定轨道和授时精度，并减少对地面布站的依赖，有效降低系统的运行管理成本，同时通过星间链路可实现飞行器的通信功能。我国北斗二代星座具有卫星数量多，全球覆盖等特点，将用于支持各类飞行器的导航和数据通信功能。通信终端是飞行器平台卫星通信的核心，它通过射频接口和数据接口接收前返向链路各种数据，与指控和飞行器系统进行信息交换，通信规程、报文协议都在这里实现。地面一卫星一飞行器的通信链路称为前向链路，主要完成对飞行器飞行的指挥控制；飞行器一卫星一地面的通信链路称为返向链路，主要完成飞行器遥测数据传输。北斗二代星座的星间链路包括相控阵天线和抛物面天线两种形式，相控阵天线波束采用电子扫描，而抛物面天线波束采用机械扫描，对于机械扫描系统，天线的跟踪、扫描速度相对较慢；相控阵天线波束扫描控制灵活，扫描速度快捷，故相控阵通道星间链路将是未来飞行器选择使用的主要通信通道。对于北斗二代星座的相控阵通道星间链路，前返向链路信号的接收和发射采用了同一个相控阵天线，且前返向链路工作信号的频率完全相同，因此，前返向链路信号处于分时工作状态，收发工作时隙为3s，每个工作时隙内，接收时间1.5s，发射时间1.5s，同时，北斗二代星座的星上具备对前返向链路信号的处理能力，前向信号和返向信号分别工作在一种伪码状态下。这种工作方式虽然支持单个飞行器对北斗二代星座相控阵星间链路系统的接入，但多个飞行器又需要依次快速接入北斗二代星座相控阵星间链路系统，而多个飞行器又不能利用常规的码分多址(CDMA)或频分多址(FDMA)的多目标区分方法，因此，如何将多个飞行器依次快速有序的接入到北斗二代星座的相控阵星间链路中，是迫切需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述北斗二代星座相控阵星间链路系统存在的不足之处，提供一种实现技术难度小，能够确保多飞行器快速接入到北斗二代星座相控阵星间链路的配置终端。
本发明解决现有技术问题所采用的方案是：一种快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端，包括：接收北斗二代星座相控阵星间链路前向脉冲信号的信道单元，解扩单元、信号检测单元、解调处理单元，信息处理单元和信号产生单元，其特征在于：信道单元将前向脉冲信号转换为中频信号送入解扩单元进行解扩处理，同时并行两路送入信号检测单元和解调处理单元，信号检测单元实时检测中频信号的幅度，得到与北斗二代星座相控阵星间链路前向发射信号时序一致的同步脉冲信号，解调处理单元实现中频信号的载波同步与信号解调，将解调出的信息帧数据传输到信息处理单元，信息处理单元实时提取信息帧数据中的飞行器标识位信息来区分多个飞行器目标；信号产生单元则根据信号检测单元得到的同步脉冲信号和信息处理单元提取出的飞行器标识位信息，产生与北斗二代星座相控阵星间链路返向接收信号时序一致的中频信号，并送到信道单元转换为射频信号，向北斗二代星座相控阵星间链路辐射射频信号，快速建立与北斗二代星座之间的通信链路。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
技术实现难度小,具有较好的可实现性。本发明针对北斗二代星座相控阵星间链路系统，特别针对北斗二代星座相控阵星间链路的收发信号分时工作方式，提出了快速接入北斗二代星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端。采用不同于传统的利用码分多址CDMA或频分多址FDMA来区分多个飞行器目标的技术实现途径。通过信息处理单元实时提取区分多个飞行器目标信息帧数据中的飞行器标识位信息，来区分多个飞行器目标，解决了多个飞行器不能利用常规的码分多址CDMA或频分多址FDMA来区分多目标的技术问题，该多飞行器配置终端采用的区分多个飞行器目标方法，不仅避免了多个飞行器目标采用频分多址所需要更宽的通信信道带宽问题，也有效避免了多个飞行器目标采用码分多址所带来的码间干扰问题。
附图通信说明
下面结合附图和实施例对本专利进一步说明。
图1是本发明快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端的原理框图。
具体实施方式
参阅图1。在以下实施例描述的快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端，包括：接收北斗二代星座相控阵星间链路前向脉冲信号的信道单元，解扩单元、信号检测单元、解调处理单元，信息处理单元和信号产生单元，其中，信道单元将前向脉冲信号转换为中频信号送解扩单元，解扩单元实现中频信号的解扩处理，并行两路同时送信号检测单元和解调处理单元，信号检测单元实时检测中频信号的幅度，得到与北斗二代星座相控阵星间链路前向发射信号时序一致的同步脉冲信号，解调处理单元实现中频信号的载波同步与信号解调，得到传输的信息帧数据送信息处理单元，信息处理单元实时提取区分多个飞行器目标信息帧数据中的飞行器标识位信息，信号产生单元根据信号检测单元得到的同步脉冲信号和信息处理单元提取出的飞行器标识位信息，产生与北斗二代星座相控阵星间链路返向接收信号时序一致的中频信号，送信道单元转换为射频信号向北斗二代星座相控阵星间链路辐射，北斗二代星座接收到射频信号，终端与北斗二代星座之间就快速建立了的通信链路。
若某个飞行器在某时刻要接入到北斗二代星座相控阵星间链路系统，则飞行器标识位信息就填充该飞行器的编号。信号检测单元利用解扩单元送入的解扩后中频信号，采用包络检波方法,通过二极管检波电路实时检测中频信号的幅度，得到与北斗二代星座相控阵星间链路前向发射信号时序一致的同步脉冲信号。信息处理单元实时提取信息帧数据中的飞行器标识位信息送信号产生单元，信息帧数据包含：同步头、类型、标识位信息和数据区。数据区是填充飞行器标识位对应的飞行器前向遥控指令数据，填充飞行器标识位的长度为log2K，标识位长度取决于飞行器的数量，其中，K为飞行器数量。

Claims (4)

1.一种快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端，包括：接收北斗二代星座相控阵星间链路前向脉冲信号的信道单元，解扩单元、信号检测单元、解调处理单元，信息处理单元和信号产生单元，其特征在于：信道单元将前向脉冲信号转换为中频信号送入解扩单元进行解扩处理，同时并行两路送入信号检测单元和解调处理单元，信号检测单元实时检测中频信号的幅度，得到与北斗二代星座相控阵星间链路前向发射信号时序一致的同步脉冲信号，解调处理单元实现中频信号的载波同步与信号解调，将解调出的信息帧数据传输到信息处理单元，信息处理单元实时提取信息帧数据中的飞行器标识位信息来区分多个飞行器目标；信号产生单元则根据信号检测单元得到的同步脉冲信号和信息处理单元提取出的飞行器标识位信息，产生与北斗二代星座相控阵星间链路返向接收信号时序一致的中频信号，并送到信道单元转换为射频信号，向北斗二代星座相控阵星间链路辐射射频信号，快速建立与北斗二代星座之间的通信链路。
2.按权利要求1所述的快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端，其特征在于，信号检测单元利用解扩单元送入的解扩后中频信号，采用包络检波方法,通过二极管检波电路实时检测中频信号的幅度，得到与北斗二代星座相控阵星间链路前向发射信号时序一致的同步脉冲信号。
3.按权利要求1所述的快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端，其特征在于，信息帧数据包含：同步头、类型、飞行器标识位信息和数据区。
4.按权利要求3所述的快速接入北斗星座相控阵星间链路的多飞行器配置终端，其特征在于，数据区是填充飞行器标识位对应的飞行器前向遥控指令数据，填充飞行器标识位的长度为标识位长度取决于飞行器的数量，其中，K为飞行器数量。
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