CN114598361A - 星载天通终端及其波束切换方法 - Google Patents
星载天通终端及其波束切换方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114598361A CN114598361A CN202210219483.9A CN202210219483A CN114598361A CN 114598361 A CN114598361 A CN 114598361A CN 202210219483 A CN202210219483 A CN 202210219483A CN 114598361 A CN114598361 A CN 114598361A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- module
- signal
- sending
- signals
- terminal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 30
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 18
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 9
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000013507 mapping Methods 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 3
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 claims description 3
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 3
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006855 networking Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/06—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station
- H04B7/0602—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the transmitting station using antenna switching
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
- H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
- H04B7/0408—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
本发明涉及一种适应于高动态环境的星载天通终端及其波束切换方法，其中，星载天通终端包括：基带单元、射频及天线单元，所述基带单元用于实现天通终端与卫星平台的通信和波束搜索切换；所述射频及天线单元用于对所述基带单元传输的信号进行处理，并实现射频信号的发射和接收。本发明能够克服因高动态环境产生的多普勒频移和多普勒变化率对星载天通终端通信的影响，还能在频繁地切换波束的同时实现信号高效、快速的无缝无感切换，保证通信不中断。
Description
技术领域
本发明涉及卫星移动通信技术领域，尤其涉及一种适应于高动态环境的星载天通终端及其波束切换方法。
背景技术
近年来，在高性价比航天服务理念驱动下，微纳卫星呈爆发式增长态势，其具备成本低、周期短、功能专、操作便、反应快、功能密度高、智能化、可批量化生产测试的特点，是航天器技术发展的重要方向之一，在观测、通信、新技术验证、科学试验等领域具有广泛的应用前景。星载天通终端作为微纳卫星的一种通信载荷，通过“天通一号”卫星与地面手持、地面便携及地面车载等终端共同构成星地广域互联网，实现信息在线分发、快速下传的快速响应能力。但快速移动的微纳卫星平台给星上天通终端带来多普勒频移和时延的快速变化，终端需要对频率进行捕获、精确的跟踪预测以及校正。另外，由于微纳卫星运动速度快，穿越天通波束时间较短，考虑极限情况下，穿越一个400公里的波束，需要的时间不到一分钟，因此通信存在着频繁的波束切换，考虑到实际使用中的业务需求，需要实现解调信号的无缝无感切换。
在天通一号系统中，地面手持、地面便携，车载站、船载、机载等终端平台，多采用天通一号系统通装技术体制收发对称的FDD/FDMA/TDMA体制。该体制具有组网灵活、管理方便等特点，并考虑了对多种速率、不同用户要求(非对称、快速接入等)的支持情况，可满足针对单兵、飞机和舰艇等平台的话音、数据、短信、传真、视频回传等中低速移动通信业务需求，但是现有的微纳卫星等低轨航天器的天通终端应用具有以下不足：
1)天通一号系统通装技术体制采用标准的TDMA传输技术，其信道突发结构设计无法适应低轨航天器等高速用户因高动态移动带来的多普勒效应。
2)天通一号系统通装技术体制中波束切换采用硬切换方式，且其波束切换流程需要将近20秒，无法实现频繁波束切换下用户数据的完整性，不能满足高速移动用户无缝、快速、高效的卫星波束切换需求；
3)天通一号系统通装的TDMA体制需要前方向同步，对高速移动用户来说，则需要更快的闭环反馈，系统开销较大，会导致卫星资源的浪费，同时不利于星载终端的低功耗设计。
中国专利202010954276.9公开了一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法及终端，充分考虑了卫星的波束覆盖和业务能力等特点，通过串口或网口传输业务数据，提供数据通信服务，并通过双天通模块检测卫星波束的信号质量来进行数据传输热切换，实现终端在跨波束时通信不中断，满足了不间断数据通信的需求。但并没有涉及到解决因高速移动的高动态环境给天通终端带来的多普勒频移这一问题的相关内容。
发明内容
为克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种星载天通终端及其波束切换方法，能够克服因高动态环境产生的多普勒频移和多普勒变化率对星载天通终端通信的影响，还能在频繁地切换波束的同时实现信号高效、快速的无缝无感切换，保证通信不中断。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
本发明提供一种星载天通终端，包括：包括：基带单元、射频及天线单元，
所述基带单元用于实现天通终端与卫星平台的通信和波束搜索切换；
所述射频及天线单元用于对所述基带单元传输的信号进行处理，并实现射频信号的发射和接收。
根据本发明的一个方面，所述基带单元包括：状态上报模块、信息解析模块、应用层处理模块、信号发送模块、波束搜索模块、信号接收模块和参数控制模块，
所述状态上报模块，用于将天通终端的工作状态和工作参数上报给卫星平台；
所述信息解析模块，用于提取卫星平台的运动参数信息并发送至所述应用层处理模块；
所述应用层处理模块，用于分析计算所述卫星平台的运动参数信息并发送分析计算结果，根据所述波束搜索模块发送的参数执行波束切换策略并选出工作波束，发送天通终端的工作状态和工作参数至所述状态上报模块，以及对信源组帧后的数据源生成链路数据帧；
所述参数控制模块，用于实现天通终端工作状态和工作参数的设置和提取，并发送至所述应用层处理模块；
所述波束搜索模块，用于搜索相邻波束信号，测量当前波束信号和相邻波束信号的参数并发送至所述应用层处理模块；
所述信号发送模块，用于与所述参数控制模块进行数据交互，对链路数据帧进行处理并发送至所述射频及天线单元；
所述信号接收模块，用于接收所述射频及天线单元处理后的信号并发送至所述应用层处理模块。
根据本发明的一个方面，所述信号发送模块对链路数据帧的处理过程包括编码、组帧、映射、成形滤波和正交调制。
根据本发明的一个方面，所述信号接收模块对接收信号的处理过程包括数字下变频、匹配滤波、波束搜索、信号捕获、定时恢复、频率捕获、频率跟踪、载波恢复、解调解帧及译码。
根据本发明的一个方面，所述射频及天线单元包括：D/A模块、A/D模块、PA模块、LNA模块、双工器模块和微带天线，
所述D/A模块，用于将所述信号发送模块发射的数字信号转换为模拟信号；
所述A/D模块，用于将所述LNA模块发出的模拟信号转换为数字信号；
所述PA模块，用于将经所述D/A模块的发射信号进行滤波、放大，并发送至双工器模块；
所述双工器模块，用于接收所述PA模块的信号并将该信号与发送信号隔离，保证该信号和发送信号都能同时工作；
所述LNA模块，用于接收所述双工器模块的信号，并将该信号滤波、放大；
所述微带天线，用于发射和接收射频信号，并与所述双工器模块通信。
一种利用上述星载天通终端实现的波束切换方法，包括：
S1.对数据源进行处理，完成返向信号的发射；
S2.所述返向信号经双工器模块和射频处理后的前向信号，经所述LNA模块滤波、放大后发送给所述A/D处理模块；
S3.利用所述信号接收模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行工作波束信号的锁定和解调；
S4.利用所述应用层处理模块对解调后的数据进行解帧，完成数据恢复；
S5.利用所述波束搜索模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行相邻波束信号的搜索，并根据搜索结果判定是否切换波束，如果切换波束，则波束切换后重新接收新波束下的信号，否则继续搜索相邻波束信号。
根据本发明的另一个方面，所述步骤S1包括：对数据源进行信源组帧处理，然后利用所述应用层处理模块进行协议处理，对协议处理后的数据发送至所述信号发送模块进行信道编码、组帧、映射、成形滤波和正交调制，再发送给所述D/A模块，所述D/A模块输出后送给所述PA模块，利用所述PA模块对信号进行滤波、放大，完成返向信号的发射。
根据本发明的另一个方面，所述步骤S3包括：
利用所述信号接收模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行数字下变频、低通滤波、波束搜索和信号捕获，完成工作波束信号的锁定；
利用所述信号接收模块对工作波束信号进行匹配滤波、定时恢复、频率捕获、频率跟踪、载波恢复、解调解帧及译码，完成工作波束信号的解调。
根据本发明的另一个方面，所述信号接收模块采用基于FFT的锁频锁相环实现动态信号的捕获。
根据本发明的另一个方面，在所述步骤S3中，利用所述波束搜索模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行数字下变频、低通滤波、频率捕获、参数估计、波束切换策略及判决，完成相邻波束信号的搜索。
有益效果：
本发明的星载天通终端及其波束切换方法支持波束间的无缝无感切换，波束切换时保持通信不中断，而且能够在存在较大的波束覆盖偏移时，切换到信号质量最好的目标波束，实现了星载天通终端在进行频繁波束切换时实现信号高效、快速的无缝无感切换，保持通信信号不中断。
本发明采用基于多轮扫频频率粗同步与FFT的细频率估计结合的算法完成频率同步，克服了高动态、高速移动的卫星平台上天通终端存在的大多普勒频偏、较大多普勒变化率的问题。
本发明实现了在天通卫星信号覆盖区全时通信，简化设备，提高了设备稳定性。
本发明适用于高动态低信噪比环境下，由于卫星平台频繁穿越波束而在接收机输入信号端引起信号幅度波动及频点变换的无缝信号切换和解调。还具有功耗低、体积小及重量轻的特点，适合于功耗、体积及重量受限的平台。
附图说明
图1示意性表示本发明一种实施方式的星载天通终端的功能组成框图；
图2示意性表示本发明一种实施方式的星载天通终端波束切换方法的流程图；
图3示意性表示本发明一种实施方式的星载天通终端的信号接收模块的信号流程图；
图4示意性表示本发明一种实施方式的星载天通终端的信号接收模块中频率捕获的原理框图；
图5示意性表示本发明一种实施方式的星载天通终端的波束搜索模块的信号流程图；
图6示意性表示本发明一种实施方式的星载天通终端的波束搜索和切换方法的流程图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
如图1所示的功能组成框图，在本实施方式中，星载天通终端包括：基带单元、射频及天线单元。其中，基带单元用于实现天通终端与卫星平台的通信和波束搜索切换。射频及天线单元用于对基带单元传输的信号进行处理，并实现射频信号的发射和接收。
上述基带单元包括：状态上报模块、信息解析模块、应用层处理模块、信号发送模块、波束搜索模块、信号接收模块和参数控制模块。其中，信息解析模块，用于提取卫星平台的运动参数信息并发送至应用层处理模块，该运动参数信息包括卫星平台的位置、姿态和速度等信息。
应用层处理模块，用于分析计算卫星平台的运动参数信息并发送分析计算结果，根据波束搜索模块发送的参数执行波束切换策略并选出工作波束，发送天通终端的工作状态和工作参数至状态上报模块，以及对信源组帧后的数据源生成链路数据帧，并根据链路帧格式解析接收解信道交织后的数据，提取网络层数据。分析计算结果为天通终端当前所处的波束区域、多普勒频移及通信能力等相关信息。应用层处理模块把上述分析计算结果通过参数控制模块发射给信号发送模块和信号接收模块进行辅助发送和接收信号。
参数控制模块，用于实现天通终端工作状态和工作参数的设置和提取，其中包括对终端的频率、功率、速率等工作参数进行设置，对接收电平、信噪比、同步状态等工作参数进行提取，并把上述参数发送至应用层处理模块。状态上报模块，用于将天通终端的工作状态和工作参数上报给卫星平台。波束搜索模块，用于搜索相邻波束信号，测量当前波束信号和相邻波束信号的参数并发送至应用层处理模块。信号发送模块，用于与参数控制模块进行数据交互，对链路数据帧进行处理并发送至射频及天线单元；信号接收模块，用于接收射频及天线单元处理后的信号并发送至应用层处理模块。
根据本发明的一种实施方式，信号发送模块对链路数据帧的处理过程包括编码、组帧、映射、成形滤波和正交调制。
根据本发明的一种实施方式，信号接收模块对接收信号的处理过程包括数字下变频、匹配滤波、波束搜索、信号捕获、定时恢复、频率捕获、频率跟踪、载波恢复、解调解帧及译码。
上述射频及天线单元包括：D/A模块、A/D模块、PA模块、LNA模块、双工器模块和微带天线。D/A模块，用于将信号发送模块发射的数字信号转换为模拟信号；A/D模块，用于将LNA模块发出的模拟信号转换为数字信号；PA模块，用于将经D/A模块的发射信号进行滤波、放大，并发送至双工器模块；双工器模块，用于接收PA模块的信号并将该信号与发送信号隔离，保证该信号和发送信号都能够同时工作；LNA模块，用于接收双工器模块的信号，并将该信号滤波、放大；微带天线，用于发射和接收射频信号，并与双工器模块通信。
在本实施方式中，如图2所示，上述星载天通终端的波束切换方法，包括以下步骤：S1.对数据源进行处理，完成返向信号的发射；S2.返向信号经双工器模块和射频处理后的前向信号，经LNA模块滤波、放大后发送给A/D处理模块；S3.利用信号接收模块对A/D模块处理后的采样数据进行工作波束信号的锁定和解调；S4.利用应用层处理模块对解调后的数据进行解帧，完成数据恢复；S5.利用波束搜索模块对A/D模块处理后的采样数据进行相邻波束信号的搜索，并根据搜索结果判定是否切换波束，如果其中一个波束信号的信噪比比其他波束信号的信噪比高3dB以上，则满足波束切换条件，可以进行切换波束，则波束切换后重新接收新波束下的信号，否则继续搜索相邻波束信号。
其中，步骤S1包括：对数据源进行信源组帧处理，然后利用应用层处理模块进行协议处理，对协议处理后的数据发送至信号发送模块进行信道编码、组帧、映射、成形滤波和正交调制，再发送给D/A模块，D/A模块输出后送给PA模块，利用PA模块对信号进行滤波、放大，完成返向信号的发射。
步骤S3包括：利用信号接收模块对A/D模块处理后的采样数据进行数字下变频、低通滤波、波束搜索和信号捕获，完成工作波束信号的锁定；利用信号接收模块对工作波束信号进行匹配滤波、定时恢复、频率捕获、频率跟踪、载波恢复、解调解帧及译码，完成工作波束信号的解调。
具体地，如图3所示，首先对A/D模块接收的前向信号进行初始频偏的校正，通过数字下变频子模块完成前向信号到基带的搬移；匹配滤波器是实现前向信号匹配的，为达到最优解调性能，需要使用与发端匹配的根升余弦滤波器。匹配滤波之后，对前向信号进行定时恢复，找到前向信号的最近采样点。前向信号定时恢复之后，对前向信号进行频率捕获。考虑到高动态环境下频率偏移和频率变化率都比较大，为了实现频率快速锁定，采用基于FFT(快速傅里叶变换)的锁频锁相环实现。接收的前向信号与数据共轭相乘后得到信号载波，通过FFT变换后搜索周期图的峰值确定多普勒频偏，通过环路滤波器滤波后控制数字控制振荡器NCO，完成载波频率跟踪，如图4显示的原理框图所示。实现信号解调，不仅需要载波频率跟踪，还需要完成载波相位的恢复，为此采用锁频锁相环，用锁频环FLL辅助锁相环PLL可以消除大的频偏对PLL的影响，将载波频率快速牵引至PLL的锁定范围，保证PLL稳定入锁。将载波相位恢复的数据按编码块解扰后进行解交织处理恢复成编码数据块，译码器按设定的码长译码后输出。
在步骤S3中，利用波束搜索模块对A/D模块处理后的采样数据进行数字下变频、低通滤波、频率捕获、参数估计、波束切换策略及判决，完成相邻波束信号的搜索。
具体地，如图5所示，波束搜索模块对前向信号的当前工作波束及邻近6个波束的功率及信噪比等参数进行测量，根据搜索策略选出工作波束，并根据天通终端的波束测量数据以及上行信号的信号强度，完成波束切换。具体波束切换流程如图6所示，星载天通终端开机后根据当前卫星位置和卫星星历判断卫星波束，并以匹配的波束为中心，搜索6个波束信号。天通终端接收6个波束的6个信号，经多相滤波数字分路后将6个波束的复合信号送入信号捕获子模块，依据信号特征搜索信号，因为捕获过程中存在大的多普勒频率，滤波器带宽选择要考虑展宽至因为多普勒频率导致的频率扩展。信号捕获和多普勒频率估计同时进行。捕获信号后对各波束信号进行参数估计，估计参数选择信号功率和信号质量(以信噪比表征)。根据信号参数估计结果选定工作波束，并进行信号解调译码，进一步确认工作波束。工作波束确认后，根据卫星星历及卫星位置预测即将进入的波束，确认后续搜索波束，并反馈给前级的多相滤波数字分路器。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种星载天通终端，其特征在于，包括：基带单元、射频及天线单元，
所述基带单元用于实现天通终端与卫星平台的通信和波束搜索切换；
所述射频及天线单元用于对所述基带单元传输的信号进行处理，并实现射频信号的发射和接收。
2.根据权利要求1所述的星载天通终端，其特征在于，所述基带单元包括：状态上报模块、信息解析模块、应用层处理模块、信号发送模块、波束搜索模块、信号接收模块和参数控制模块，
所述状态上报模块，用于将天通终端的工作状态和工作参数上报给卫星平台；
所述信息解析模块，用于提取卫星平台的运动参数信息并发送至所述应用层处理模块；
所述应用层处理模块，用于分析计算所述卫星平台的运动参数信息并发送分析计算结果，根据所述波束搜索模块发送的参数执行波束切换策略并选出工作波束，发送天通终端的工作状态和工作参数至所述状态上报模块，对信源组帧后的数据源生成链路数据帧；
所述参数控制模块，用于实现天通终端工作状态和工作参数的设置和提取，并发送至所述应用层处理模块，将分析计算结果发送至信号发送模块和信号接收模块；
所述波束搜索模块，用于搜索相邻波束信号，测量当前波束信号和相邻波束信号的参数并发送至所述应用层处理模块；
所述信号发送模块，用于与所述参数控制模块进行数据交互，对链路数据帧进行处理并发送至所述射频及天线单元；
所述信号接收模块，用于接收所述射频及天线单元处理后的信号并发送至所述应用层处理模块。
3.根据权利要求2所述的星载天通终端，其特征在于，所述信号发送模块对链路数据帧的处理过程包括编码、组帧、映射、成形滤波和正交调制。
4.根据权利要求2所述的星载天通终端，其特征在于，所述信号接收模块对接收信号的处理过程包括数字下变频、匹配滤波、波束搜索、信号捕获、定时恢复、频率捕获、频率跟踪、载波恢复、解调解帧及译码。
5.根据权利要求2所述的星载天通终端，其特征在于，所述射频及天线单元包括：D/A模块、A/D模块、PA模块、LNA模块、双工器模块和微带天线，
所述D/A模块，用于将所述信号发送模块发射的数字信号转换为模拟信号；
所述A/D模块，用于将所述LNA模块发出的模拟信号转换为数字信号；
所述PA模块，用于将经所述D/A模块的发射信号进行滤波、放大，并发送至双工器模块；
所述双工器模块，用于接收所述PA模块的信号并将该信号与发送信号隔离；
所述LNA模块，用于接收所述双工器模块的信号，并将该信号滤波、放大；
所述微带天线，用于发射和接收射频信号，并与所述双工器模块通信。
6.一种利用权利要求1至5所述的星载天通终端实现的波束切换方法，包括：
S1.对数据源进行处理，完成返向信号的发射；
S2.所述返向信号经双工器模块和射频处理后的前向信号，经所述LNA模块滤波、放大后发送给所述A/D处理模块；
S3.利用所述信号接收模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行工作波束信号的锁定和解调；
S4.利用所述应用层处理模块对解调后的数据进行解帧，完成数据恢复；
S5.利用所述波束搜索模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行相邻波束信号的搜索，并根据搜索结果判定是否切换波束，如果切换波束，则波束切换后重新接收新波束下的信号，否则继续搜索相邻波束信号。
7.根据权利要求6所述的波束切换方法，其特征在于，所述步骤S1包括：对数据源进行信源组帧处理，然后利用所述应用层处理模块进行协议处理，对协议处理后的数据发送至所述信号发送模块进行信道编码、组帧、映射、成形滤波和正交调制，再发送给所述D/A模块，所述D/A模块输出后送给所述PA模块，利用所述PA模块对信号进行滤波、放大，完成返向信号的发射。
8.根据权利要求6所述的波束切换方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
利用所述信号接收模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行数字下变频、低通滤波、波束搜索和信号捕获，完成工作波束信号的锁定；
利用所述信号接收模块对工作波束信号进行匹配滤波、定时恢复、频率捕获、频率跟踪、载波恢复、解调解帧及译码，完成工作波束信号的解调。
9.根据权利要求8所述的波束切换方法，其特征在于，所述信号接收模块采用基于FFT的锁频锁相环实现动态信号的捕获。
10.根据权利要求6所述的波束切换方法，其特征在于，在所述步骤S3中，利用所述波束搜索模块对所述A/D模块处理后的采样数据进行数字下变频、低通滤波、频率捕获、参数估计、波束切换策略及判决，完成相邻波束信号的搜索。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210219483.9A CN114598361A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 星载天通终端及其波束切换方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210219483.9A CN114598361A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 星载天通终端及其波束切换方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114598361A true CN114598361A (zh) | 2022-06-07 |
Family
ID=81807979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210219483.9A Pending CN114598361A (zh) | 2022-03-08 | 2022-03-08 | 星载天通终端及其波束切换方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114598361A (zh) |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103278831A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-09-04 | 江苏省交通规划设计院股份有限公司 | 一种基于北斗的多制式信号检测装置及其切换方法 |
| CN104833988A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-12 | 西安空间无线电技术研究所 | 大多普勒动态下高数据速率直扩信号的捕获系统及方法 |
| CN105182372A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种捕获三频多通道无线电测量系统信号的方法与系统 |
| US20180019811A1 (en) * | 2015-04-10 | 2018-01-18 | Viasat, Inc. | System for end-to-end beamforming with multi-frequency access nodes |
| CN107888278A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-04-06 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种通用化小型星载数字应答机终端平台 |
| CN209375651U (zh) * | 2019-02-27 | 2019-09-10 | 成都星联芯通科技有限公司 | 一种基于北斗rdss技术星间通信载荷设备 |
| CN112019259A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-01 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法及终端 |
| CN113238261A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-10 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 低轨卫星扩频通信体制信号捕获跟踪系统 |
| CN113890590A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-01-04 | 北京微纳星空科技有限公司 | 一种星载数传发射装置、系统以及智能终端 |
| CN114095070A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-25 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于北斗卫星导航的箭体信息回传装置 |
-
2022
- 2022-03-08 CN CN202210219483.9A patent/CN114598361A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103278831A (zh) * | 2013-05-10 | 2013-09-04 | 江苏省交通规划设计院股份有限公司 | 一种基于北斗的多制式信号检测装置及其切换方法 |
| US20180019811A1 (en) * | 2015-04-10 | 2018-01-18 | Viasat, Inc. | System for end-to-end beamforming with multi-frequency access nodes |
| CN104833988A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-08-12 | 西安空间无线电技术研究所 | 大多普勒动态下高数据速率直扩信号的捕获系统及方法 |
| CN105182372A (zh) * | 2015-09-25 | 2015-12-23 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种捕获三频多通道无线电测量系统信号的方法与系统 |
| CN107888278A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-04-06 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种通用化小型星载数字应答机终端平台 |
| CN209375651U (zh) * | 2019-02-27 | 2019-09-10 | 成都星联芯通科技有限公司 | 一种基于北斗rdss技术星间通信载荷设备 |
| CN112019259A (zh) * | 2020-09-11 | 2020-12-01 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法及终端 |
| CN113238261A (zh) * | 2021-05-31 | 2021-08-10 | 西南电子技术研究所（中国电子科技集团公司第十研究所） | 低轨卫星扩频通信体制信号捕获跟踪系统 |
| CN113890590A (zh) * | 2021-10-12 | 2022-01-04 | 北京微纳星空科技有限公司 | 一种星载数传发射装置、系统以及智能终端 |
| CN114095070A (zh) * | 2021-10-29 | 2022-02-25 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种基于北斗卫星导航的箭体信息回传装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1057282B1 (en) | Automatic frequency control loop multipath combiner for a rake receiver | |
| AU685129B2 (en) | Communication system with signalling packet including a reference signal modulated in accordance with time-dependent law | |
| US6567480B1 (en) | Method and apparatus for sampling timing adjustment and frequency offset compensation | |
| CN112671446B (zh) | 一种适用于高轨星间链路的解调装置 | |
| JPH10513616A (ja) | デジタル的に補償されたダイレクトコンバージョン受信機 | |
| US20070140382A1 (en) | Bandpass sampling receiver and the sampling method | |
| US7551666B2 (en) | Wireless communications system and wireless digital receiver for use therein | |
| JPH0137055B2 (zh) | ||
| CN101273552B (zh) | 估计多普勒最大频率的方法及模块，包含该模块的接收机 | |
| JP3455182B2 (ja) | ディジタル放送システムにおいて衛星信号および地上信号を受信するデュアルモード受信機 | |
| CN101431826A (zh) | 一种应用于gsm系统的小区载波跟踪方法及其系统 | |
| KR20040077919A (ko) | 데이터 샘플들의 윈도우에 기초한 파일럿 주파수 포착 | |
| CN113452400B (zh) | 一种高动态环境下的测控通信一体化信号生成及接收方法 | |
| CN116015411A (zh) | 一种卫星移动通信系统高动态终端及切换方法 | |
| US20040086070A1 (en) | Circuit sharing for frequency and phase error correction | |
| CN114598361A (zh) | 星载天通终端及其波束切换方法 | |
| US6792267B1 (en) | Systems and methods for uplinking downsampled radiotelephone signals from cellular radiotelephone base stations to a cellular radio exchange | |
| CN113872908B (zh) | 一种低轨卫星物联网短时突发载波同步方法及系统 | |
| WO2003058808A1 (en) | Fast timing acquisition for multiple radio terminals | |
| CN115766363A (zh) | 基于多路选择的频偏估计方法、空间相干激光通信系统 | |
| US20050147188A1 (en) | Frequency control for a mobile communications device | |
| CN114598381A (zh) | 一种适用于低轨卫星的星间链路高速收发装置 | |
| CN114221843A (zh) | 一种无星历辅助的极轨气象卫星lrpt信号自动采集方法 | |
| CN109474295B (zh) | 一种用于星载测控设备的基带处理方法 | |
| JP2943683B2 (ja) | 移動体衛星通信及び地上セルラー通信を用いる移動体通信システム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220607 |