CN111566950A - 一种用于再生卫星通信的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于经由通信卫星在陆地通信网络的网关与用户终端之间的再生卫星通信的系统和方法。该系统包括分布式再生调制器，该分布式再生调制器具有布置在网关处的调制器部件的第一部分和布置在通信卫星处的调制器部件的第二部分。调制器部件的第一部分在网关处将调制功能的第一部分应用于由上行链路信号携带的信息数据，而调制器部件的第二部分在卫星处将调制功能的第二部分应用于信息数据以生成下行链路信号，以用于将其发射到用户终端。部件的第一部分执行仅适合于处理特定类型的波形的特定信号处理操作。部件的第二部分仅执行不取决于用于调制的波形的一般信号处理操作。

Description

一种用于再生卫星通信的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及用于卫星通信的系统和方法，并且特别地涉及再生卫星通信有效载荷。
背景技术
以下列出了被认为与目前公开的主题相关的作为背景的参考：
美国专利号5,848,060描述了一种卫星通信系统，其采用多元件天线以用于接收第一频带上的信号，并将所述信号中继到第二频带上的地面站。该系统包括：下变频器，以用于将在第一频带上的多个天线元件中的每一个处接收的信号转换为对应的基带信号；以及多路复用器，以用于时分复用对应的基带信号以形成多路复用的样本流。该系统还包括调制器，以用于利用多路复用的样本流调制第二频带中的载波，并将调制的载波发射到地面站。卫星使用解多路复用器以类似的方式中继从地面站接收的信号。
美国专利申请公开号2012/0294230描述了用于经由卫星在网关和用户终端之间发射和接收宽带信号的系统、设备、处理器和方法。生成并发射包括一系列帧的无线信号，所述一系列帧包括物理层报头和有效载荷。子信道标识符可以被包括在物理层报头中以标识用于有效载荷的子信道，并且允许在用户终端处的各种新颖的滤波技术。帧可以被生成为具有基本上相等的持续时间。
美国专利号6,157,642描述了一种用于采用地球固定蜂窝波束管理技术的低地球轨道（LEO）卫星星座的数据通信系统。由发射地面终端将要传送的数据形成为数据分组。每一个数据分组包括报头和有效载荷。报头包含地址和其它控制信息，并且有效载荷包含要传送的数据。
本文中对以上参考的承认不应被推断为意味着这些参考以任何方式与目前公开的主题的可专利性相关。
典型的数字卫星通信系统包括连接到陆地网络（例如，因特网、公共数据网络（PDN）、公共交换电话网络（PSTN）等）的多个网关（地球站）。网关网络经由通信卫星连接到许多用户终端。通信卫星包括有效载荷，该有效载荷具有提供通信服务以接收、处理、放大和重发信息的所有部件。
具体地，在前向链路中，通信有效载荷从地球表面上的期望区域（服务区）接收由地球站在期望频带中并且以期望极化发射的期望上行链路载波。有效载荷应当接收来自其它频带、极化和区域的尽可能少的干扰。在处理期间，有效载荷将所有接收到的上行链路载波的频率转换为适当的下行链路频率。需要频率转换以防止高功率下行链路传输干扰在上行链路上接收的弱信号。有效载荷将接收到的载波放大到适合于向用户终端重发的水平，同时尽可能多地限制噪声和失真，并且然后以期望极化将下行链路载波发射到位于适当服务区处的用户终端。当需要时，加以必要的修正，也可以实现反向（即，返回）链路。
卫星通信有效载荷可以是透明型或再生型。
图1中示出了用于与常规透明（也称为“弯管”）有效载荷进行卫星有效载荷通信的通信系统10的简化框图。系统10包括布置在网关11处的调制器110、布置在卫星12处的透明转发器120和布置在用户终端13处的接收器130。
调制器110被配置用于调制信息数据并生成从网关11发射到卫星12的宽带上行链路信号。应当理解，在网关11处的处理期间，其它操作（诸如多路复用、放大等）也可以应用于信息数据。
通常，透明转发器120包括确保转发器的输入和输出之间的解耦合的频率转换器121。这通过混频器122和根据外差原理的本地振荡器（LO）来实现。上行链路信号和正弦LO信号的相乘导致两个信号的和频和差频两者处的频率。不期望的频率在后面的阶段被滤除。
为了在提供最大可能的放大的同时克服载波之间的互调失真，转发器的总带宽可以被分成若干子带（信道）。在图1中所示的多信道系统中，采用输入多路复用器（IMUX）123将总带宽分成多个子带。IMUX 123可以包括带通滤波器集合，以分离输入处的不同载波并防止载波之间的互调失真，同时提供最大可能的放大。在单个子带上操作的装备被称为应答器或信道。
每一个信道包括用来增加弱上行链路信号的功率的高功率放大器124。来自一组信道的放大的载波可以在输出多路复用器（OMUX）125中重新组合。组合的信号然后被发送到下行链路天线126以用于重发到用户终端13的接收器130。
应当理解，透明转发器120还可以包括其它常规部件（未示出），诸如用于执行上行链路信号的放大的低噪声放大器、用于减少带外频率分量的滤波器、用于防止饱和的限幅器、用于最小化信号失真的线性化单元等。
透明转发器120将其在其带宽内接收的任何无线电信号中继到接收器130，而不管信号正携带什么类型的信息。透明有效载荷发射其接收的相同波形，即使在不同的载波频率上。因此，通过上行链路信号从网关发射到卫星的数据与通过下行链路信号发射到终端的数据相同。这意味着存在于所接收的上行链路信号中的任何噪声、干扰和其它退化也存在于所发射的下行链路信号中。结果，由用户终端接收的信号包含在上行链路和下行链路两者期间引入的退化。
此外，在透明有效载荷中，上行链路信号的带宽与下行链路的带宽相同。因此，当分配给用户终端业务的下行链路信号的期望带宽是宽的时，以及当网关在多个波束中服务大量终端时（如用于高吞吐量卫星（HTS）的情况），可能在网关处需要若干发射器来覆盖它。
然而，通常，通信业务以及上行链路和下行链路带宽是不对称的，即，与网关交换的信号比与终端交换的信号具有更大的信噪比并且更不受干扰影响。因此，对于网关和卫星之间的上行链路比对于卫星和用户终端之间的下行链路期望频谱上更高效的波形。
这可以由再生有效载荷来实现，该再生有效载荷在卫星侧处具有附加功能（诸如解调、基带信号处理），其可以包括对从门电路（gate）接收的信息数据进行解码、重新编码、切换、以及根据适合于用户终端端处的接收器的波形进一步调制数据。
在图2中示出了用于与常规再生有效载荷进行卫星有效载荷通信的多信道通信系统20的简化框图。通信系统20包括布置在网关21处的高数据速率链路调制器210（即，用于高数据速率链路通信的调制器）、布置在通信卫星22处的再生转发器220（也称为“机载处理转发器”）和布置在用户终端23处的接收器230。
在多信道通信系统20中，再生转发器220包括：输入多路复用器（IMUX）223，其被配置成将上行链路信号分成若干子带（信道）；下变频器221，其被配置成将上行链路信号下变频成中频（IF）；以及高数据速率链路解调器229，其解调IF信号并将其切换到基带。检测单独脉冲并将其解码成信息比特。然后，这些信息比特由调制器224重新调制成下行链路载波信号、由上变频器225上变频并在重发到接收用户终端23之前由高功率放大器226放大。来自一组信道的放大的载波在输出多路复用器（OMUX）227中重新组合。组合的信号然后被发送到下行链路天线228以用于重发到用户终端23的接收器230。
在再生有效载荷中，上行链路波形与下行链路波形不同。上行链路使用网关21处的高数据速率调制器210和通信卫星22处的高数据速率解调器229，所述高数据速率解调器229能够解调上行链路信号以恢复信息数据。与在发射到用户终端的下行链路中相比，可以在上行链路中以更高的频谱效率通过高数据速率携带信息数据，因此降低了总频谱要求。
与图1中所示的透明转发器有效载荷不同，再生型有效载荷系统20解调上行链路信号以恢复在基带信号中编码的符号，并且然后数字解码以确定由其携带的实际数据比特。此后，再生型有效载荷系统通过重新编码和重新调制恢复的数据比特来形成下行链路信号，以产生具有与适合于用户终端的上行链路信号不同的带宽和/或数据速率的下行链路信号。例如，上行链路信号所需的总带宽可以比下行链路上的带宽更窄。再生有效载荷的上行链路上的这种带宽可以比透明有效载荷中所需的带宽更窄。因此，通过在网关处仅使用单个发射器可以比在透明通信有效载荷的情况下更容易地实现再生架构，其中在网关处可能需要多个发射器来覆盖整个宽带宽。在多波束卫星（也称为HTS-高吞吐量卫星）的情况下，再生有效载荷的有效性可以甚至更大，其中网关链路应当支持多个用户链路。
此外，与透明转发器相比，再生转发器提供改进的性能，因为在上行链路信号中发生的退化不在下行链路中重发。
然而，与透明有效载荷不同，再生有效载荷高度取决于传输波形。再生转发器因此必须被设计为处理预定的数据格式，从而使得它们比透明转发器更不灵活，透明转发器可以中继任何信号，而不管上行链路信号正携带的信息的类型如何。此外，它们更复杂并且因此较不可靠、更昂贵、并且通常需要更多的电功率来操作。
发明内容
卫星现今被设计和建造为具有十五年的在轨预期寿命。十五年对应于软件、硬件、数据编码标准和通信协议的若干代演进。地球轨道中的有效载荷硬件在发射之后不能被检修、修理或替换，因此可靠性是最重要的。透明有效载荷架构不包括在机上的调制/解调功能，并且因此假设操作频率和信道带宽没有被彻底修改，通过定义透明有效载荷架构就能够应对演进的调制、协议和格式。另一方面，由于再生转发器在卫星处包括解调器、解码器、编码器和调制器的所有部件，所以现在发射的卫星在技术上可能变得过时，并且因此不足以用于先进通信技术和未来可能引入的任何新的服务需求。
因此，在本领域中仍然需要进一步改进再生有效载荷，以便致使它们更可靠且灵活，以允许硬件、软件、调制方案、通信标准和协议的升级。
本发明通过克服技术过时和/或缺乏对演进的通信技术的适应性来使再生有效载荷恢复活力。
本发明的构思基于以下主要原理：
（i）数字通信系统可以由两个基本部分组成。
每一个数字通信系统的一个部分是通用部分。通用部分可以仅包括仅执行用于大多数通信标准和协议的共有信号处理操作的“通用”部件。这些共有信号处理操作不应限于用于调制的波形的类型。因此，预期通信系统的通用部件在在轨卫星的预期寿命期间不会变得过时。
每一个数字通信系统的另一部分是特定部分。特定部分可以仅包括仅执行特定信号处理操作的“专用”部件，其仅适合于处理特定类型的波形并且仅在某些通信标准和协议中使用。因此，如果用于通信、标准和/或协议的波形的类型被修改，则通信系统的专用部件的硬件和/或软件应当被对应地升级，而通用部件保持不变。
（ii）本发明要求用于波形处理的通用部件与专用部件的分离。特别地，根据本发明，提供了一种分布式再生卫星通信系统，其中仅包括“专用”部件的部件的一部分被布置在网关处，而仅包括“通用”部件的部件的另一部分被布置在卫星处。
例如，可以选择通信系统的通用部分和特定部分之间的划分，使得可以容易地压缩特定部分和通用部分之间的中间信息。通常，该位置是信号具有低数量的离散值并且以低速率被生成的位置，例如，生成符号的位置。
（iii）通过经由在通信信道上执行各种操作的系统部件的另一集合来传送中间信息，可以将通信系统的特定部分和通用部分与通用部分分离。
（iv）通信系统的通用部分可以由可配置的硬件和软件的组合（通常称为“软件定义的无线电”或SDR）来实现。
因此，根据本发明的一个一般方面，提供了一种用于在陆地通信网络的网关和用户的目标终端之间的再生卫星通信的新颖系统。在前向链路中，系统被配置用于向目标终端发射下行链路信号，所述下行链路信号指示由从网关接收的上行链路信号携带的信息数据。
根据本发明的实施例，系统具有分布式再生通信架构，所述分布式再生通信架构包括分布式调制器，所述分布式调制器包括布置在网关处的部件的第一部分，同时包括布置在卫星处的部件的第二部分。调制器部件的第一部分在网关处将调制功能的第一部分应用于由上行链路信号携带的信息数据。另一方面，调制器部件的第二部分在卫星处将调制功能的第二部分应用于信息数据，以生成所述下行链路信号，以用于将其发射到用户的目标终端。
根据本发明的实施例，分布式再生调制器的部件的第一部分仅执行特定的信号处理操作，其对于每一个通信标准和协议是不同的，并且仅适合于处理特定类型的波形。
根据本发明的实施例，分布式再生调制器的部件的第二部分仅执行通用信号处理操作，其是所有通信标准和协议共有的，并且不取决于用于调制的波形。
根据本发明的实施例，将分布式再生调制器分成调制器部件的第一部分和调制器部件的第二部分使得压缩特定第一部分和第二部分之间的中间信息速率的复杂度最小化。
根据本发明的实施例，将分布式再生调制器分成调制器部件的第一部分和调制器部件的第二部分使得可以容易地压缩特定第一部分和第二部分之间的中间信息速率。
根据本发明的实施例，将分布式再生调制器分成调制器部件的第一部分和调制器部件的第二部分是在信号具有低数量的离散值并且以低速率被生成的位置中。
根据本发明的实施例，用于再生卫星通信的系统包括布置在部件的第一部分下游的网关处的高数据速率链路通信调制器，并且该高数据速率链路通信调制器被配置用于生成上行链路信号。
根据本发明的实施例，用于再生卫星通信的系统是多信道系统。在这种情况下，系统在卫星处包括输入多路复用器（IMUX），其被配置成将上行链路信号分成若干子带。
根据实施例，每一个信道包括下变频器和高数据速率链路解调器。下变频器被配置成将上行链路信号下变频成中频（IF）信号。高数据速率链路解调器被布置在下变频器的下游，并且被配置用于解调IF信号并将其切换到基带。
根据本发明的实施例，对于每一个信道，仅执行通用信号处理操作的分布式再生调制器的部件的第二部分被布置在高数据速率链路解调器的下游。
根据本发明的实施例，用于再生卫星通信的系统还被配置用于在从通信卫星到网关的反向链路中接收下行链路信号。下行链路信号可以指示由在通信卫星处从用户终端接收的上行链路信号携带的信息数据。在该实施例中，系统还包括高数据速率链路通信解调器，其被布置在所述部件的第一部分上游的网关处，并且被配置用于在反向链路中从卫星接收下行链路信号。根据该实施例，分布式再生解调器的部件的第二部分被布置在所述高数据速率链路调制器的上游。
根据本发明的实施例，用于再生卫星通信的系统包括布置在部件的第一部分下游的网关处的DVB-S2/S2X链路通信调制器，并且被配置用于生成上行链路信号。在这种情况下，用于再生卫星通信的系统在卫星处包括被配置成将上行链路信号下变频成中频（IF）信号的下变频器，以及布置在下变频器下游的DVB-S2/S2X链路解调器。DVB-S2/S2X链路解调器被配置用于解调IF信号并将其切换到基带。
根据本发明的实施例，分布式再生调制器的部件的第二部分被布置在所述DVB-S2/S2X链路解调器的下游。
根据本发明的另一个实施例，该系统被配置用于在从通信卫星到网关的反向链路中接收下行链路信号。下行链路信号指示由在通信卫星处从用户终端接收的上行链路信号携带的信息数据。在这种情况下，分布式再生调制器的部件的第二部分被布置在DVB-S2/S2X链路解调器的上游。
根据本发明的实施例，用于再生卫星的系统在卫星处还包括布置在再生分布式调制器的部件的第二部分的下游的上变频器和高功率放大器。上变频器被配置用于将中频信号上变频到载波频率。高功率放大器被配置用于放大上变频的信号。
当用于再生卫星通信的系统是多信道系统时，它还包括输出多路复用器（OMUX）。输出多路复用器（OMUX）被配置用于将来自一组信道的放大的载波重新组合成下行链路信号。
根据本发明的实施例，分布式再生调制器基于DVB-S2和/或DVB-S2X标准操作。根据该实施例，部件的第一部分除了其他之外还提供：模式适配、流适配、前向纠错（FEC）编码、交织比特和符号、成帧（framing）、通过导频信号提供参考、报头信令、将k比特映射到2k个星座点之一、以及扰频。在这种情况下，DVB-S2X的部件的第二部分可以提供指示信息数据的信号的整形。
根据本发明的实施例，分布式再生调制器基于PTW方案操作。
根据本发明的实施例，分布式再生调制器采用具有下行链路共享信道（DL）的长期演进（LTE）物理层。
用于本发明的卫星有效载荷通信的系统具有现有技术的许多优点，而同时克服了通常与之相关联的一些缺点。
特别地，本发明的系统能够利用非对称的上行链路和下行链路。例如，上行链路可以具有比下行链路大得多的数据速率。该系统对于数据编码标准中的未来发展是灵活的，因为它不需要在卫星本身处的任何数据解码，而仅仅只需要将符号从一种调制方案转换到另一种调制方案。这样的转换可以由布置在卫星处的通用模块来执行，预期这些通用模块不会变得过时。
卫星有效载荷中的关键因素是功率消耗和重量。重量直接影响发射成本。功率消耗受到包括太阳能面板和电池的卫星功率系统的能力的限制。更有能力的卫星功率系统具有更高的重量并且再次需要更高的发射成本。本发明的系统减少了将在有效载荷处执行的操作的数量，因此允许降低的成本和降低的功率实现。
根据本发明的另一个一般方面，提供了一种用于经由通信卫星在陆地通信网络的网关和用户终端之间的再生卫星通信的新颖方法。该方法提供了从通信卫星向用户终端发射指示由在通信卫星处从网关接收的上行链路信号携带的信息数据的下行链路信号。
根据本发明的实施例，该方法包括提供分布式调制器，所述分布式调制器包括布置在网关处的部件的第一部分和布置在通信卫星处的部件的第二部分。根据本发明的实施例，由分布式调制器的部件的第一部分执行的调制功能的第一部分在网关处应用于信息数据，并且生成上行链路信号。
该方法还包括在卫星处处理上行链路信号，并且在处理期间将由分布式调制器的部件的第二部分执行的调制功能的第二部分应用于上行链路信号，以便生成指示信息数据的下行链路信号。
根据本发明的实施例，该方法包括由布置在部件的第一部分的下游的网关处的高数据速率链路通信调制器生成上行链路信号。
根据本发明的实施例，该方法包括在应用调制功能的第二部分之前执行的以下步骤：在卫星处接收上行链路信号、将上行链路信号下变频成中频（IF）信号、以及解调IF信号并由高数据速率链路解调器将其切换到指示信息数据的对应基带信号。
根据本发明的实施例，该方法包括由输入多路复用器（IMUX）将所接收的上行链路信号分成若干子带，并且然后仅将针对每一个子带的上行链路信号下变频成中频（IF）信号。然后，由高数据速率链路解调器针对每一个子带解调IF信号，并切换到指示信息数据的对应基带信号。
根据本发明的实施例，该方法还包括在应用调制功能的第二部分之后执行的以下步骤：将中频信号上变频到载波频率。在多信道的情况下，该系统还包括由输出多路复用器（OMUX）将来自一组子带的放大的载波重新组合成下行链路信号。
根据本发明的实施例，调制功能的第一部分包括基于DVB-S2X标准的特定操作。在这种情况下，特定操作包括：模式适配、流适配、前向纠错（FEC）编码、交织比特和符号、成帧、通过导频信号提供参考、报头信令、将k比特映射到2k个星座点之一、以及扰频。
根据本发明的实施例，调制功能的第一部分包括基于受保护的战术波形（PTW）方案的特定操作。在这种情况下，特定操作包括高级数据控制（HDLC）成帧、比特覆盖、低密度奇偶校验（LDPC）、映射、符号MUX和时间置换。
根据本发明的实施例，调制功能的第一部分包括基于具有下行链路共享信道（DL）的长期演进（LTE）物理层的特定操作。在这种情况下，特定操作包括：扰频、用于生成复值符号的扰频比特的调制映射、复值调制符号到一个或若干传输层上的层映射、用于生成复值符号的复值符号预编码的变换预编码、预编码的复值符号到资源元素的映射、以及针对每一个天线端口的复值时域OFDMA信号的生成。
因此，已经相当广泛地概述了本发明的较重要的特征，以便可以更好地理解在之后的下文中对其进行的详细描述。本发明的附加的细节和优点将在详细描述中阐述，并且部分地将从本描述中理解，或者可以通过本发明的实践来认识到。
附图说明
为了更好地理解本文中公开的主题并举例说明其可以如何在实践中执行，现在将参考附图仅通过非限制性示例的方式描述实施例，其中：
图1图示了具有常规透明有效载荷的通信系统的简化框图；
图2图示了具有常规再生有效载荷的通信系统的简化框图；
图3图示了根据本发明的实施例的用于具有分布式再生有效载荷的卫星有效载荷通信的系统的简化框图；
图4图示了图3中所示的系统的分布式调制器的实施例，其被实现为基于DVB-S2X进行操作；
图5图示了图3中所示的系统的分布式调制器的实施例，其被实现为基于PTW方案进行操作；
图6图示了LTE方案中的上行链路物理信道处理的一般框图；以及
图7图示了基于SatixFy的SX-3000 SoC基带芯片的软件定义的无线电（SDR）系统中的上行链路物理信道处理的一般框图。
具体实施方式
参照附图和所附描述可以更好地理解根据本发明的用于卫星有效载荷通信的系统的原理和操作，应当理解，给出这些附图和描述中的示例仅是为了说明的目的，并不意味着是限制性的。相同的参考标号和字母字符将用于标识在贯穿发明的本描述的附图中所示的通信系统及其部件中共同的那些部件。
参考图3，图示了根据本发明的实施例的用于卫星有效载荷通信的数字通信系统30的简化框图。系统30具有在网关31和具有分布式再生有效载荷的卫星32之间的分布式再生通信架构。
根据该实施例，在两个阶段中执行信息数据的调制。特别地，对由上行链路信号携带的信息数据的所有“专用”调制功能在网关处执行，而对信息数据的“通用”调制功能在卫星的板上执行。专用调制功能包括特定信号处理操作，其仅适用于处理特定类型的波形，并且对于每一个特定通信标准和协议是不同的。另一方面，通用调制功能包括所有通信标准和协议所共有的信号处理操作。这些共有信号处理操作不应限于用于调制的波形的类型。
根据本发明的实施例，系统30包括分布式调制器350，该分布式调制器350包括部件的两个部分，其将两种不同类型的调制功能应用于由系统提供的用于从网关到用户终端的卫星有效载荷通信的传输的信息数据。
分布式调制器350的第一部分351是特定部分。特定部分包括仅执行特定信号处理操作的“专用”部件，其仅适合于处理特定类型的波形并且仅在某些通信标准和协议中使用。因此，如果用于通信、标准和/或协议的波形的类型被修改，则通信系统的专用部件的硬件和/或软件应当被对应地升级，而通用部件可以保持不变。
系统30的分布式调制器350的第二部分352是通用部分。通用部分352可以仅包括“通用”部件，其仅执行用于大多数通信标准和协议的共有信号处理操作。这些共有信号处理操作不应限于用于调制的波形的类型。因此，预期通用部件在在轨卫星的预期寿命期间不会变得过时。
例如，可以选择通用部分和特定部分之间的划分，使得特定部分和通用部分之间的中间信息速率的压缩复杂度最小化。
根据本发明的实施例，特定部分351和通用部分352可以通过经由调制器和解调器操作的另一集合在通信信道上传送中间信息而彼此分离。
特别地，图3图示了通过使用高数据速率链路将特定部分351与通用部分352分离的示例。根据该实施例，系统30包括布置在仅执行特定功能的分布式调制器的第一部分351的下游的高数据速率链路调制器310。高数据速率链路调制器310被配置用于从分布式调制器的第一部分351接收少量离散值（通常是比特或符号），分布式调制器的第一部分351仅执行特定功能、处理这些数据、并生成上行链路信号。
系统30还包括布置在卫星32处并且被配置用于生成下行链路信号的分布式再生转发器320。下行链路由布置在用户终端33处的接收器330接收。
根据图3中所示的实施例，分布式再生转发器320在通信卫星处包括作为被配置成将上行链路信号分成若干子带（信道）的输入多路复用器（IMUX）323的常规再生转发器（图2中的220）的这样的部件和被配置成将上行链路信号下变频到中频（IF）的下变频器321。如图3中所示，下变频器321布置在IMUX 323的下游。然而，当期望时，下变频器321可以布置在IMUX 323的上游。
如图3中所示，分布式再生转发器320还包括（对于每一个信道）布置在下变频器321下游的高数据速率链路解调器329。高数据速率链路解调器329解调IF信号并将其切换到基带。
应当注意，在本发明的一些实施例中，在专用部分351和通用部分352之间，可以使用DVB-S2/S2X链路（使用高阶调制）代替高数据速率链路作为高速链路。在这种情况下，必须使用对应的调制器作为网关31处的高数据速率链路调制器322，并使用DVB-S2/S2X解调器作为卫星32处的高数据速率解调器329。
根据本发明的进一步的实施例，可以使用光学链路代替高数据速率链路作为高速链路，其中对应的调制器作为网关31处的高数据速率调制器并且光学解调器作为卫星32处的高数据速率解调器。
由高速链路解调器（例如，高数据速率链路解调器或由DVB-S2/S2X链路解调器）生成的脉冲然后由分布式调制器350的第二部分352进一步处理成下行链路载波信号。
如上所述，分布式调制器350包括部件的两个部分351和352，这两个部分351和352将两种不同类型的调制功能应用于由系统30提供的用于卫星有效载荷通信的传输的信息数据。分布式调制器350的部件的第一（特定）部分351是“专用”部件，并且这些部件全部布置在高数据速率链路调制器310上游的网关31处。这些专用部件执行特定的信号处理操作，其仅适用于处理特定类型的波形，并且对于每一个特定的通信标准和协议是不同的。因此，如果用于通信、标准和/或协议的波形的类型被修改，则可以对应地升级通信系统的专用部件的硬件和/或软件。由于专用部件位于地面上，所以当需要时，可以容易地维护和升级它们，以满足用于通信技术的硬件和软件工程中的演进和发展。
分布式调制器350的部件的第二部分352仅包括“通用”部件，其全部布置在卫星320上。这些通用部件仅执行所有通信标准和协议所共有的信号处理操作。这些共有信号处理操作不应限于用于调制的波形的类型。因此，预期通用部件在在轨卫星的预期寿命期间不会变得过时。
应当理解，通用部件可以被实现为电子硬件、数字信号处理软件或两者的组合，例如，具有嵌入式DSP（数字信号处理）的ASIC（专用集成电路）。此外，通用部分可以由可编程和可配置硬件和软件的组合（通常称为“软件定义的无线电”或SDR）来实现。
软件定义的部件的存在可以为有效载荷提供灵活性，因为当期望时，软件部件可以是从地面可重新配置的和/或升级的。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，通常根据其功能性来描述各种部件、框和模块。这种功能性是实现为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整个系统上的设计约束。所属领域的技术人员可针对每一个特定应用以变化的方式实现所描述的功能性，但这种实现决策不应被解释为导致脱离本发明的范围。
根据本发明的实施例，具有分布式再生转发器320的“专用”部件的第一部分351将“专用”调制功能应用于由网关处的上行链路信号携带的信息数据。另一方面，具有“通用”部件的第二部分352在由卫星的板上的高数据速率链路解调器329解调之后将“通用”调制功能应用于信息数据。“通用”部件和“专用”部件的示例将在下文中示出。
因此，上行链路信号由分布式调制器350的第二部分352的通用部件重新调制成下行链路信息信号，并且然后由布置在分布式调制器350的第二部分352下游的上变频器325进行上变频。上变频器325将中频与较高频混合，以产生携带调制的信息数据的下行链路信号的最终频率。上变频的信号然后在重发至接收用户终端33之前由高功率放大器326放大。适用于本发明的高功率放大器326的示例包括但不限于行波管放大器（TWTA）。
来自一组信道的放大的载波然后在输出多路复用器（OMUX）327中重新组合以生成单个组合的信号。组合的信号然后被发送到下行链路天线328以用于作为下行链路信号重发到用户终端33的接收器330。本文中的术语“用户终端”是指符合工业标准接口的任何通信装备，包括PC智能TV、ATM交换机、IP路由器等。
根据本发明的示例，在网关（陆地部分）处执行的专用部件与（在卫星处执行的）通用部件之间的链路是频谱上高度高效的链路，例如，基于用于使用高阶调制和高速率编码的基于卫星的视频传输的现有DVB-S2和/或DVB-S2X（数字视频广播S2扩展）标准的链路。DVB-S2X和DVB-S2X标准对应地在规范ETSI EN 302 307-1和ETSI EN 302 307-2中描述。由DVB-S2和DVB-S2X执行的操作本身是已知的，并且因此在下文中不详细阐明。
参考图示分布式调制器350的实施例的图3和图4提供了进一步的描述，该分布式调制器350被实现成基于DVB-S2X进行操作。根据该实施例，基于DVB-S2X的分布式调制器350的第一部分351包括提供模式适配（部件41）、流适配（部件42）、前向纠错（FEC）编码（部件43）、交织（比特和符号）（部件44）、成帧（部件45）、通过导频信号提供参考（部件46）、报头信令（部件47）、映射（k比特到2k个星座点之一）（部件48）和扰频（部件49）的专用部件41到48。分布式调制器350的专用部件41到49布置在位于地面上的网关（图3中的31）处。因此，当需要时，可以容易地维护、更换和升级这些部件。
另一方面，基于DVB-S2X的分布式调制器350的第二部分352包括通用部件491和492，其对应地提供信息信号的整形，并且然后提供经整形的信号的D/A转换。分布式调制器350的第二部分352的通用部件491和492被布置在卫星320上作为整个再生有效载荷的部分。应当理解，整个再生有效载荷还包括布置在第二部分352上游的如（IMUX）323、下变频器321和高数据速率链路解调器329的这种通用元件，以及布置在分布式调制器350的第二部分352的下游的如上变频器325、高功率放大器326和输出多路复用器（OMUX）327的这种通用元件。当期望时，通用部件可以被远程配置成匹配新的波形要求，然而它们不必被完全替换。
根据该实施例，在创建信道符号的位置中选择特定部分和通用部分之间的划分点。因此，对于DVB-S2x标准的每一个帧，需要传送到通用部分的信息是每信息符号的modcod数（8比特数）加上log2（M）比特，其中M是调制阶数（对于QPSK为4、对于8PSK为8、对于16APSK为16等）。如果星座表（其对于DVB-S2x是固定的）已经在系统建立时被传送到卫星，则通用部分可以基于该信息重建整个帧。
根据本发明的另一示例，在网关（陆地部分）处执行的专用部件、（在卫星处执行的）通用部件以及它们之间的链路实现用于支持受保护的战术系统的受保护的战术波形（PTW）方案。
图5图示了被实现成基于PTW方案操作的分布式调制器350的实施例。根据该实施例，基于PTW方案的分布式调制器350的第一部分351包括对应地提供高级数据控制（HDLC）成帧（部件51）、比特覆盖（部件52）、低密度奇偶校验（LDPC）（部件53）、映射（部件54）、符号MUX和时间置换（部件54）的专用部件51到55。由PTW方案执行的这些操作本身是已知的，并且因此在下文中不详细阐明。根据本发明，这些专用部件可以布置在网关处。
另一方面，基于PTW方案的分布式调制器350的第二部分352包括对应地提供信息数据信号的整形、经整形的信号的D/A转换以及然后上变频的通用部件56到58。分布式调制器350的第二部分352的通用部件56到58被布置在卫星（未示出）上作为整个再生有效载荷的一部分。
根据该实施例，在创建信道符号的位置中选择特定部分和通用部分之间的划分点。因此，对于PTW标准的每一个帧，需要传送到通用部分的信息是每信息符号的modcod数加上log2（M）比特，其中M是调制阶数（对于QPSK为4、对于8PSK为8、对于16APSK为16等）。如果星座表（其对于PTW是固定的）已经在系统建立时被传送到卫星，则通用部分可以基于该信息重建整个帧。
应当理解，类似于图3中所示的用于DVB-S2X的示例，基于PTW的整个再生有效载荷还包括布置在分布式调制器350的第二部分352的上游的如（IMUX）、下变频器和高数据速率解调器的这种通用元件，以及布置在第二部分352的下游的如高功率放大器和输出多路复用器（OMUX）的这种通用元件。
根据本发明的进一步的示例，在网关（陆地部分）处执行的专用部件、（在卫星处执行的）通用部件以及它们之间的链路实现具有在宽带移动通信中使用的下行链路共享信道（DL）的长期演进（LTE）物理层。根据该示例，分布式调制器350基于LTE中使用的OFDM调制器。
图6图示了LTE方案中的上行链路物理信道处理的一般框图。在这种情况下，表示物理上行链路共享信道的基带信号根据以下步骤来定义：扰频（部件61）、用于生成复值符号的扰频比特的调制映射（部件62）、复值调制符号到一个或若干传输层上的层映射（部件63）、用于生成复值符号的复值符号预编码的变换预编码（部件64）、预编码的复值符号到资源元素的映射（部件65）、以及针对每一个天线端口的复值时域OFDMA信号的生成（部件66）。由LTE方案执行的操作例如在3GPP TS 36.201规范中和其它相关规范中描述，并且本身是已知的，并且因此在下文中不详细阐明。
根据本发明的实施例，基于LTE DL（其可以布置在网关处）的分布式调制器350的第一部分351包括提供扰频的专用部件61，而基于LTE DL（安装在卫星上）的分布式调制器350的第二部分352包括对应地提供调制映射、层映射、预编码、资源元素映射和OFDMA生成的通用部件62到66。
根据该实施例，在扰频操作之后，在生成扰频比特并且可以容易地将其传送到通用部分的地方选择特定部分和通用部分之间的划分点。诸如调制映射、层映射、预编码和资源元素映射的通用部分的主要模块经由查找表来实现，而OFDM信号生成通过逆FFT和循环前缀插入来完成。应当注意，还需要不时地将查找表传送到通用部分。
图7图示了基于SatixFy的SX-3000专用集成电路（ASIC）的软件定义的无线电（SDR）系统中的上行链路物理信道处理的示例的一般框图。SX-3000 ASIC是可以用于分布式调制器350的专用和通用部件两者的可重新配置的硬件的示例。
根据该实施例，分布式调制器350的第一部分351包括SX-3000 ASIC的可以用于布置在地面上的芯片的以下专用部件：软件定义的分组/TS处理器71、可编程的BBFRAME处理器72、与BCH编码器相关联的可配置的LDPC/Turbo编码器73、可配置的交织器74、基于LUT的映射器75以及与扩展扰频器76相关联的软件定义的成帧器。
分组/TS处理器71被配置成接收信息分组或输送流（TS）分组（用于视频传输的格式）并配置成组织它们。BBFRAME处理器72被配置成构建基带帧，该基带帧是要发射的比特的帧，其包括信息数据比特和控制比特。与BCH（Bose-Chaudhuri-Hocquenghem）编码器73相关联的LDPC（低密度奇偶校验）/Turbo编码器被配置成通过添加冗余比特来利用前向纠错码对数据进行编码。交织器74被配置成改变比特的顺序。映射器75被配置成将比特映射成符号。每一个符号表示若干比特。应当注意，符号由复数（I和Q对）表示，其表示要发射的信号的幅度和相位。与扩展扰频器76相关联的成帧器被配置成将符号布置成帧，该帧添加用于控制和同步目的的附加符号，并且被配置成通过将符号乘以伪随机复序列来对数据进行扰频。应当注意，当期望时，也可以在分布式调制器350的通用部分352处执行扰频。
根据该实施例，符号流（或符号的一些呈现）由高数据速率链路调制器（图3中的310）发射到卫星（未示出）上的有效载荷。有效载荷可以通过使用类似的芯片SX-3000来实现。
作为示例，如果需要划分DVB-S2/S2x调制解调器，则划分SX-3000 ASIC的部件的合适位置将刚好在被配置成针对所需波形对信号进行整形的整形滤波器之前。因此，SX-3000 ASIC的以下部件可以用作通用部件：整形滤波器701、连续可变速率抽取器再采样器702、移频器703、I/Q失配和DC偏移补偿器704、以及数模转换器（DAC）705。
连续可变速率抽取器再采样器702被配置成将信号的采样速率增加到期望值。移频器703被配置成在需要时（经由数控振荡器（NCO））使信号中心频率移位。I/Q失配和DC偏移补偿器704被配置成校正偏置（DC）以及I和Q信号的对准中的误差。DAC 705被配置成将信号转换成模拟形式。
每当modcod和用于modcod参数的查找表（LUT）（一次传输）改变时，需要传送的附加数据是modcod（调制和编码）。
因此，本发明所属领域的技术人员可以理解，虽然已经根据优选实施例描述了本发明，但是本公开所基于的概念可以容易地用作对于设计用于执行本发明的若干目的的其它结构、系统和过程的基础。
应当注意，为了简单起见，在从网关31到用户终端33的单向传输路径中在上文中描述了系统30的操作，该单向传输路径在本领域中被称为前向链路。应当理解，当期望时，也可以实现反向（即，返回）链路，因为加以必要的修正，反向链路基于相同的原理。
特别地，为了提供反向链路，系统还可以被配置用于接收从通信卫星到网关的下行链路信号。下行链路信号可以指示由在通信卫星处从用户终端接收的上行链路信号携带的信息数据。在这种情况下，该系统还包括布置在部件的第一部分上游的网关处的高数据速率链路通信解调器（图3中未示出），该系统应当被配置用于在反向链路中从卫星接收下行链路信号。
同样，应当理解，本文中采用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应被认为是限制性的。
最后，应当注意，贯穿所附权利要求使用的词语“包括”应被解释为意指“包括但不限于”。
因此，重要的是本发明的范围不被解释为受到本文中所阐述的说明性实施例的限制。在如在所附权利要求中限定的本发明的范围内，其它变型是可能的。特征、功能、元件和/或属性的其它组合和子组合可以通过修改本权利要求或本申请或相关申请中的新权利要求的提出来要求保护。这样的修改的或新的权利要求，无论它们是针对不同的组合还是针对相同的组合，无论是在范围上不同于、更宽于、更窄于或等于原始权利要求，也被认为包括在本说明书的主题内。

Claims (28)

1.一种用于经由通信卫星在陆地通信网络的网关与用户终端之间的再生卫星通信的系统，其用于在从所述通信卫星到所述用户终端的前向链路中发射下行链路信号，所述下行链路信号指示由在所述通信卫星处从所述网关接收的上行链路信号携带的信息数据，所述系统包括分布式再生调制器，所述分布式再生调制器包括布置在所述网关处的调制器部件的第一部分和布置在所述通信卫星处的调制器部件的第二部分；
其中所述调制器部件的所述第一部分在所述网关处将调制功能的第一部分应用于由所述上行链路信号携带的所述信息数据，而所述调制器部件的所述第二部分在所述卫星处将调制功能的第二部分应用于所述信息数据以生成所述下行链路信号，以用于将其发射到所述用户终端，
其中所述分布式再生调制器的所述部件的所述第一部分执行特定信号处理操作，所述特定信号处理操作仅适合于处理特定类型的波形，并且其中所述分布式再生调制器的所述部件的所述第二部分仅执行不取决于用于调制的所述波形的一般信号处理操作。
2.根据权利要求1所述的用于再生卫星通信的系统，其中将所述分布式再生调制器分成所述调制器部件的第一部分和所述调制器部件的第二部分使得压缩特定第一部分和所述第二部分之间的中间信息速率的复杂度最小化。
3.根据权利要求2所述的用于再生卫星通信的系统，其中将所述分布式再生调制器分成所述调制器部件的第一部分和所述调制器部件的第二部分是在信号具有低数量的离散值并且以低速率被生成的位置中。
4.根据权利要求1所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述分布式再生调制器的所述第一部分和所述第二部分通过经由在通信信道上执行预定操作的系统部件的另一集合来传送中间信息而彼此分离。
5.根据权利要求1所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述分布式再生调制器的所述部件的所述第二部分由可配置的硬件和软件的组合来实现。
6.根据权利要求4所述的用于再生卫星通信的系统，包括高数据速率链路通信调制器，所述高数据速率链路通信调制器被布置在所述部件的第一部分下游的所述网关处，并且被配置用于生成所述上行链路信号。
7.根据权利要求6所述的用于再生卫星通信的系统，在所述卫星处包括：
下变频器，其被配置成将所述上行链路信号下变频成中频（IF）信号；以及
布置在所述下变频器下游的高数据速率链路解调器，其被配置用于解调所述IF信号并将其切换到基带。
8.根据权利要求7所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述分布式再生调制器的所述部件的所述第二部分被布置在所述高数据速率链路解调器的下游。
9.根据权利要求1所述的用于再生卫星通信的系统，还被配置用于在从所述通信卫星到所述网关的反向链路中接收下行链路信号，所述下行链路信号指示由在所述通信卫星处从所述用户终端接收的上行链路信号携带的信息数据，所述系统还包括布置在所述部件的第一部分上游的所述网关处的高数据速率链路通信解调器，并且被配置用于在所述反向链路中从所述卫星接收下行链路信号。
10.根据权利要求9所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述分布式再生解调器的所述部件的所述第二部分被布置在所述高数据速率链路调制器的上游。
11.根据权利要求4所述的用于再生卫星通信的系统，包括DVB-S2/S2X链路通信调制器，所述DVB-S2/S2X链路通信调制器布置在所述部件的第一部分下游的所述网关处，并且被配置用于生成所述上行链路信号。
12.根据权利要求11所述的用于再生卫星通信的系统，在所述卫星处包括：
下变频器，其被配置成将所述上行链路信号下变频成中频（IF）信号；以及
DVB-S2/S2X链路解调器，其被布置在所述下变频器的下游，所述DVB-S2/S2X链路解调器被配置用于解调所述IF信号并将其切换到基带。
13.根据权利要求12所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述分布式再生调制器的所述部件的所述第二部分被布置在所述DVB-S2/S2X链路解调器的下游。
14.根据权利要求12所述的用于再生卫星通信的系统，还被配置用于在从所述通信卫星到所述网关的反向链路中接收下行链路信号，所述下行链路信号指示由在所述通信卫星处从所述用户终端接收的上行链路信号携带的信息数据，其中所述分布式再生调制器的所述部件的所述第二部分被布置在所述DVB-S2/S2X链路解调器的上游。
15.根据权利要求4所述的用于再生卫星通信的系统，在所述卫星处包括：
上变频器，其被布置在所述再生分布式调制器的所述部件的所述第二部分的下游，以用于将所述中频信号上变频到载波频率；以及
高功率放大器，其被配置用于放大所述上变频的信号。
16.根据权利要求15所述的用于再生卫星通信的系统，其是多信道系统并且在所述卫星处还包括：
输入多路复用器（IMUX），其被布置在每一个信道的所述下变频器的上游并且被配置成将所述上行链路信号分成若干子带；以及
输出多路复用器（OMUX），其被布置在高功率放大器的下游并且被配置用于将来自一组信道的放大的载波重新组合成所述下行链路信号。
17.根据权利要求1所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述分布式调制器包括：
提供以下各项的所述部件的第一部分：模式适配、流适配、前向纠错（FEC）编码、交织比特和符号、成帧、通过导频信号提供参考、报头信令、将k比特映射到2k个星座点之一、以及扰频；以及
提供对指示所述信息数据的信号的整形的所述部件的第二部分。
18.根据权利要求1所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述部件的所述第一部分包括：
分组/TS处理器，其被配置成接收信息分组或输送流（TS）分组，并被配置成组织它们；
BBFRAME处理器，其被配置成构建基带帧，所述基带帧是要发射的比特的所述帧，所述要发射的比特包括信息数据比特和控制比特；
与BCH编码器相关联的LDPC/Turbo编码器，其被配置成通过添加冗余比特来利用前向纠错码对所述数据进行编码；
交织器，其被配置成改变所述比特的顺序；
映射器，其被配置成将所述比特映射成符号；以及
与扩展扰频器相关联的成帧器，其被配置成将所述符号布置成添加用于控制和同步目的的附加符号的帧，并且被配置成通过将所述符号乘以伪随机复序列来对所述数据进行扰频。
19.根据权利要求1所述的用于再生卫星通信的系统，其中所述部件的所述第二部分包括：
整形滤波器，其被配置成针对所需波形对所述信号进行整形；
连续可变速率抽取器再采样器，其被配置成将所述信号的采样速率增加到期望值；
移频器，其被配置成使信号中心频率移位；
I/Q失配和DC偏移补偿器，其被配置成校正DC偏置以及I和Q信号的对准中的误差；以及
DAC，其被配置成将所述信号转换成模拟形式。
20.一种用于经由通信卫星在地面通信网络的网关与用户终端之间的再生卫星通信的方法，其用于在从所述通信卫星到所述用户终端的前向链路中发射下行链路信号，所述下行链路信号指示由在所述通信卫星处从所述网关接收的上行链路信号携带的信息数据，所述方法包括：
提供分布式调制器，所述分布式调制器包括布置在所述网关处的部件的第一部分和布置在所述通信卫星处的部件的第二部分；
在所述网关处将由所述分布式调制器的所述部件的第一部分执行的调制功能的第一部分应用于所述信息数据，并且生成所述上行链路信号；
处理所述上行链路信号并且在所述卫星处的处理期间将由所述分布式调制器的所述部件的第二部分执行的调制功能的第二部分应用于所述上行链路信号，以生成指示所述信息数据的所述下行链路信号，其中所述调制功能的第一部分仅包括仅适合于处理特定类型的波形的特定信号处理操作，并且其中所述调制功能的第二部分仅包括不取决于用于调制的所述波形的一般信号处理操作。
21.根据权利要求20所述的方法，包括由布置在所述部件的第一部分下游的所述网关处的高数据速率链路通信调制器生成所述上行链路信号。
22.根据权利要求21所述的方法，在所述调制功能的第二部分的所述应用之前包括：
在所述卫星处接收所述上行链路信号；
将所述上行链路信号下变频成中频（IF）信号；以及
由高数据速率链路解调器解调所述IF信号并将其切换到指示所述信息数据的对应基带信号。
23.根据权利要求22所述的方法，在所述调制功能的第二部分的所述应用之后包括：
将所述中频信号上变频到载波频率；以及
放大所述上变频的信号。
24.根据权利要求23所述的方法，还包括：
由输入多路复用器（IMUX）将所述上行链路信号分成若干子带；以及
由输出多路复用器（OMUX）将来自一组子带的放大的载波重新组合成所述下行链路信号。
25.根据权利要求23所述的方法，还包括：
提供布置在所述部件的第一部分上游的所述网关处的高数据速率链路通信解调器，并且被配置用于在反向链路中从所述卫星接收下行链路信号；以及
在从所述通信卫星到所述网关的反向链路中接收下行链路信号，所述下行链路信号指示由在所述通信卫星处从所述用户终端接收的上行链路信号携带的信息数据。
26.根据权利要求22所述的方法，其中所述调制功能的第一部分包括基于DVB-S2标准和/或DVB-S2X标准的特定操作，其中所述特定操作包括：模式适配、流适配、前向纠错（FEC）编码、交织比特和符号、成帧、通过导频信号提供参考、报头信令、将k比特映射到2k个星座点之一、以及扰频。
27.根据权利要求20所述的方法，其中所述调制功能的第一部分包括基于受保护的战术波形（PTW）方案的特定操作，所述特定操作包括高级数据控制（HDLC）成帧、比特覆盖、低密度奇偶校验（LDPC）、映射、符号MUX和时间置换。
28.根据权利要求20所述的方法，其中所述调制功能的第一部分包括基于具有下行链路共享信道（DL）的长期演进（LTE）物理层的特定操作，其中所述特定操作包括：扰频、用于生成复值符号的扰频比特的调制映射、复值调制符号到一个或若干传输层上的层映射、用于生成复值符号的变换预编码、复值符号的预编码、预编码的复值符号到资源元素的映射、以及针对每一个天线端口的复值时域OFDMA信号的生成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112104582A (zh) * 2020-11-09 2020-12-18 电子科技大学 I/q域调制方法、双域调制方法和多址通信方法
CN112332897A (zh) * 2020-08-24 2021-02-05 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种用于卫星通信的相控阵接收波束资源分配方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102642546B1 (ko) * 2020-06-30 2024-03-05 한국전자통신연구원 초저전력 데이터 전송 방법 및 장치
US11444686B2 (en) * 2020-12-29 2022-09-13 Hughes Network Systems, Llc Transmodulation for a multi-beam satellite communication system
US11889399B2 (en) * 2021-07-27 2024-01-30 Rockwell Collins, Inc. Military central units and distributed units

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1768495A (zh) * 2003-01-28 2006-05-03 波音公司 卫星通信数据数字处理的系统和方法
US20070004422A1 (en) * 2000-04-19 2007-01-04 Farzad Talaie Radio signal broadcast system and method
CN101868054A (zh) * 2010-05-07 2010-10-20 武汉邮电科学研究院 一种改进型分布式基站架构及实现方法
CN103117796A (zh) * 2013-01-25 2013-05-22 西安空间无线电技术研究所 卫星射频与光纤信号传输数据的中继转发装置及转发方法
EP2897307A1 (en) * 2012-09-14 2015-07-22 Mitsubishi Electric Corporation Relay device, satellite relay device, and satellite relay method

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5619503A (en) 1994-01-11 1997-04-08 Ericsson Inc. Cellular/satellite communications system with improved frequency re-use
US5982761A (en) 1996-09-30 1999-11-09 Amsc Subsidiary Corporation Methods of communicating over time-division multiple-access (TDMA) communication systems with distinct non-time-critical and time-critical network management information transmission rates
US6157642A (en) 1997-10-14 2000-12-05 Teledesic Llc Coding system and method for low-earth orbit satellite data communication
CA2514959C (en) 2003-01-28 2012-05-01 The Boeing Company Systems and methods for digital processing of satellite communications data
ITRM20050340A1 (it) 2005-06-28 2006-12-29 Finmeccanica Spa Sistema per comunicazioni digitali, via satellite con processamento a bordo, adattativo alle condizioni di attenuazione, di traffico e di interfaccia radio, per la realizzazione di comunicazione punto-punto e reti a maglia.
EP2074715B1 (en) 2006-10-03 2013-04-24 ViaSat, Inc. Forward satellite link with sub-channels
PL2351251T3 (pl) 2008-11-18 2019-04-30 Viasat Inc Udoskonalona mobilna komunikacja satelitarna
US8832534B1 (en) * 2010-01-04 2014-09-09 Viasat, Inc. LDPC decoder architecture
US8929501B2 (en) * 2012-05-29 2015-01-06 Hughes Network Systems, Llc Method and apparatus for synchronization of data and error samples in a communications system
US9009762B2 (en) 2012-09-20 2015-04-14 Electronics And Telecommunications Research Institute Digital video broadcasting—satellite—second generation (DVB-S2) based transmission and reception apparatus and method operable in circumstances of low signal to noise ratio (SNR)
BR112015027153B1 (pt) * 2013-05-02 2021-12-14 Sony Corp Dispositivo e método de processamento de dados
ES2652644T3 (es) * 2014-06-18 2018-02-05 European Space Agency Procesamiento conjunto de señales de transmisores en sistemas satelitales de múltiples haces
EP3175647B1 (en) * 2014-08-03 2018-12-12 Hughes Network Systems, LLC Centralized ground-based route determination and traffic engineering for software defined satellite communications networks
FR3042930B1 (fr) 2015-10-21 2018-10-26 Thales Procede et installation de communication large-bande par satellite a liaison de contribution a encodage au sol
US10484084B2 (en) * 2016-05-04 2019-11-19 Hughes Network Systems, Llc Method and system to increase capacity of high throughput satellite communication

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070004422A1 (en) * 2000-04-19 2007-01-04 Farzad Talaie Radio signal broadcast system and method
CN1768495A (zh) * 2003-01-28 2006-05-03 波音公司 卫星通信数据数字处理的系统和方法
CN101868054A (zh) * 2010-05-07 2010-10-20 武汉邮电科学研究院 一种改进型分布式基站架构及实现方法
EP2897307A1 (en) * 2012-09-14 2015-07-22 Mitsubishi Electric Corporation Relay device, satellite relay device, and satellite relay method
CN103117796A (zh) * 2013-01-25 2013-05-22 西安空间无线电技术研究所 卫星射频与光纤信号传输数据的中继转发装置及转发方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112332897A (zh) * 2020-08-24 2021-02-05 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种用于卫星通信的相控阵接收波束资源分配方法
CN112104582A (zh) * 2020-11-09 2020-12-18 电子科技大学 I/q域调制方法、双域调制方法和多址通信方法

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