CN107994931B - 一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，包括：步骤1、将N字节的原始数据进行拆分；步骤2、对拆分好的每份数据添加帧头、数据包序号及填充的字节数；步骤3、对拆分好的每份数据进行编码；步骤4、数据包经发射端多波束天线发送；步骤5、接收端多波束天线接收到数据包；步骤6、多波束天线将每个波束接收到数据包进行存储；步骤7、对存储的数据包进行译码；恢复编码前的数据包；步骤8、所有编号原始数据包均恢复后，将所有编号数据包中的原始数据拼接在一起组成完整原始数据。该方法可以对原始数据进行拆分并且接收拆分后的数据，对拆分数据经过一系列判断进行复接，恢复拆分前的原始数据。
Description
技术领域
本发明提供了射频通信技术，特别涉及一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，该方法可用于跨波束数据的发送和接收，并能够可充分利用天线资源，加快数据传输速度。
背景技术
多波束天线是应近代卫星通信容量的快速增长及多目标区域通信的发展需求而出现的，它向空间辐射的电磁波由多个点波束组成，并且每一个波束都有一个对应的输入(输出)，通信卫星上采用多点波束天线技术可以通过空间隔离来实现多次频率复用和极化复用，从而成倍地提高通信卫星容量。
传统的空间辐射天线形成准全空间辐射的天线因增益低，已经不能满足特殊通信的要求。而多波束天线通过天线组阵，提高了接收天线的增益，增加了星地通信链路的余量，可减少地面用户的发射功率，便于地面小站的小型化。接收天线采用多波束天线，增强了卫星的接收增益，因此地面用户终端的发射功率可以相应降低，从而增强了地面用户终端的隐蔽性。同时，采用多波束覆盖，由于每个波束覆盖区域较小，因此可以减少地面不同位置到卫星之间通信距离不同的影响，便于通信系统的功率控制。
多波束天线设计提高天线增益的同时，在用户使用的过程中也产生了新的课题，即由于用户和卫星的相对运动导致用户在正常使用时由一个波束覆盖区域过渡到另一个波束覆盖区域的情况。因此，为适应用户和卫星间的动态变化，多波束切换控制设计需要专门的波束切换功能模块，结合各个波束的解调情况和信号能量等特征参量，实现接收机天线快速准确的跟踪用户信号，达到最优的性能指标。
为提升卫星数据的传输速率，降低数据传输和接收中的错误概率，将较长的卫星数据进行拆分后，形成以较短的数据包进行发送。而在接收端，多波束天线接收到数据后，需要将拆分后的数据重新进行复原。
发明内容
在多波束天线通信中，为加快数据传输速度或充分利用天线资源，本发明提出一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，该方法指导如何对要发送的数据进行拆分，以及多波束天线如何将接收到拆分后数据进行恢复。
本发明的技术方案是提供了一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将N字节的原始数据进行拆分，每n个字节为一份，N>n，最后不够n字节的加0填补；
步骤2、对拆分好的每份数据添加帧头、数据包序号及填充的字节数；
步骤3、对拆分好的每份数据进行编码，即得到完全拆分并可恢复数据的数据包；
步骤4、数据包经发射端多波束天线发送；
步骤5、接收端多波束天线接收到数据包；
步骤6、多波束天线将每个波束接收到数据包进行存储；
步骤7、对存储的数据包进行译码；恢复编码前的数据包；
步骤8、所有编号原始数据包均恢复后，将所有编号数据包中的原始数据拼接在一起组成完整原始数据。
进一步地，步骤3中，数据通过viterbi进行编码。
进一步地，将存储的数据包通过viterbi进行译码。
进一步地，步骤7中，假设有m个波束，其任意编号为k的数据包恢复方法如下：
步骤7.1、从波束1开始，对数据包k进行译码，若波束1收到的数据包k正确，则选择波束1收到的数据包k进行恢复，不再对其他波束接收到的数据包进行判决；若波束1收到的数据包不正确，则对下一个波束进行判决；
步骤7.2、如果所有波束的数据包k经判决后都不正确，那么判断m个波束中哪一个波束收到的编号为k-1和k+1的数据包正确，哪一个正确则选择此波束收到的数据包k进行数据恢复；如果不正确，则执行步骤7.3；
步骤7.3、如果m个波束的k-1和k+1的数据包都不正确，那么选择任意波束的数据包k进行数据恢复
本发明的有益效果是：
(1)提升卫星数据的传输速率；
(2)降低数据传输和接收中的错误概率。
附图说明
附图1为一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法的整体流程示意图；
附图2为m个波束下，任意编号为k的数据包恢复方法；
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，该实例提供了一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法。具体包括：
步骤1、将N字节的原始数据进行拆分，每n个字节为一份(N>n),最后不够n字节的加0填补；
在该实施例中，将2000字节的原始数据进行拆分，每512个字节为一份，第1-512字节为第一份数据，第513-1024字节为第二份数据，第1025-1536字节为第三份数据，最后一份数据为2000-512×3＝464字节，不足512字节，后面添加48字节“00”填补，使最后一份数据满足512字节。
步骤2、对拆分好的每份数据添加帧头、数据包序号及填充的字节数；
在该实施例中，对拆分好的4份数据，添加2字节的帧头“EB90”(十六进制)，第1到第4份数据的数据包序号分别为“01”,“02”,“03”,“04”。第1到第3份数据的填充字节数为“00”，第4份数据的填充字节数为“0030”(十六进制，对应十进制48)；
经此步骤后，数据包的形式为：帧头+数据包序号+填充字节数+原始数据。
步骤3、对拆分好的每份数据进行编码，即得到完全拆分并可恢复数据的数据包。
将4份数据都进行viterbi编码，得到完全拆分并可恢复数据的数据包。
步骤4、数据包经发射端多波束天线发送；
4个数据包经发送端多波束天线发送出去。
步骤5、接收端多波束天线接收到数据包；
接收端多波束天线接收到4个数据包。
步骤6、多波束天线将每个波束接收到数据包进行存储；
多波束天线将每个接收到的数据包进行存储。
步骤7、对存储的数据包进行译码；恢复编码前的数据包；
将存储的数据包进行viterbi译码，恢复编码前的数据包。
步骤8、所有编号原始数据包均恢复后，将所有编号数据包中的原始数据拼接在一起组成完整原始数据。
原始数据包恢复后，去掉数据包帧头、数据包编号和数据中填充的“00”字节，提取数据包1、2、3中的512字节原始数据，提取数据包4中的464字节原始数据，将512、512、512、464原始据数据拼接出来，还原出2000字节原始数据。
如图2所示，一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，步骤7中，假设有m个波束，其任意编号为k的数据包恢复方法如下：
步骤7.1、从波束1开始，对数据包k进行译码，若波束1收到的数据包k正确，则选择波束1收到的数据包k进行恢复，不再对其他波束接收到的数据包进行判决；若波束1收到的数据包不正确，则对下一个波束进行判决；判断方法与波束1的判决方法一样。
实例中，多波束天线有3个波束，假设对数据包2进行恢复；选择波束1收到的数据包2进行译码，若波束1收到的数据包2正确，则选择波束1收到的数据包2进行数据恢复，不再对其它波束收到的数据包2进行判决，若波束1接收到的数据包2不正确，则对波束2的数据包2进行判断；
步骤7.2、如果所有波束的数据包k经判决后都不正确，那么判断m个波束中哪一个波束收到的编号为k-1和k+1的数据包正确，哪一个正确则选择此波束收到的数据包k进行数据恢复。如果不正确，则执行下一步骤。
实例中，判断波束2收到的数据包2是否正确，若正确则选波束2收到的数据包1进行数据恢复，若不正确，则判断波束3接收到的数据包2是否正确，若正确，则选择波束3的数据包2进行恢复。如果不正确，则执行下一步骤。
步骤7.3、如果m个波束的k-1和k+1的数据包都不正确，那么选择任意波束的数据包k进行数据恢复。
实例中，若3个波束收到的数据包1和数据包3均不正确，则选择任意波束(如波束2)的数据包2进行数据恢复。
本说明书所介绍的一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法包括一种原始数据的拆分方法和拆分数据的恢复方法，本发明的保护范围不止于此范例，而在于本发明的所采用原始数据拆分及接收后的数据恢复的思路。
Claims (3)
1.一种多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，其特征在于其特征在于包括以下步骤：
步骤1、将N字节的原始数据进行拆分，每n个字节为一份，N>n，最后不够n字节的加0填补；
步骤2、对拆分好的每份数据添加帧头、数据包序号及填充的字节数；
步骤3、对拆分好的每份数据进行编码，即得到完全拆分并可恢复数据的数据包；
步骤4、数据包经发射端多波束天线发送；
步骤5、接收端多波束天线接收到数据包；
步骤6、多波束天线将每个波束接收到数据包进行存储；
步骤7、对存储的数据包进行译码；恢复编码前的数据包；
步骤7中，假设有m个波束，其任意编号为k的数据包恢复方法如下：
步骤7.1、从波束1开始，对数据包k进行译码，若波束1收到的数据包k正确，则选择波束1收到的数据包k进行恢复，不再对其他波束接收到的数据包进行判决；若波束1收到的数据包不正确，则对下一个波束进行判决；
步骤7.2、如果所有波束的数据包k经判决后都不正确，那么判断m个波束中哪一个波束收到的编号为k-1和k+1的数据包正确，哪一个正确则选择此波束收到的数据包k进行数据恢复；如果不正确，则执行步骤7.3；
步骤7.3、如果m个波束的k-1和k+1的数据包都不正确，那么选择任意波束的数据包k进行数据恢复
步骤8、所有编号原始数据包均恢复后，将所有编号数据包中的原始数据拼接在一起组成完整原始数据。
2.根据权利要求1所述的多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，其特征在于：
步骤3中，数据通过viterbi进行编码。
3.根据权利要求1所述的多波束天线通信中的跨波束数据复接方法，其特征在于：
将存储的数据包通过viterbi进行译码。
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