[發(fā)明專(zhuān)利]一種分布式地基波束成形傳輸系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310146731.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103199910A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高鎮(zhèn);趙明;潘文;王京
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B7/06
• 分類(lèi)號(hào): H04B7/06
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

1.一種分布式地基波束成形傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括：中心信關(guān)站、多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站、多波束衛(wèi)星平臺(tái)和多個(gè)用戶(hù)終端，其中，

所述中心信關(guān)站，在前向傳輸階段，通過(guò)光纖或者微波與所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站相連，用于對(duì)前向用戶(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼得到預(yù)編碼數(shù)據(jù)，并通過(guò)所述光纖或者微波發(fā)送所述預(yù)編碼數(shù)據(jù)至所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站；

在反向傳輸階段，通過(guò)所述光纖或者微波與所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站相連，用于對(duì)信關(guān)站接收饋電鏈路下行數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)得到恢復(fù)反向用戶(hù)數(shù)據(jù)；

所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站，分布在所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)的多個(gè)波束之中：

在前向傳輸階段，通過(guò)所述光纖或者微波與所述中心信關(guān)站相連，并通過(guò)饋電鏈路上行傳輸信道與所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)相連，用于將所述預(yù)編碼數(shù)據(jù)調(diào)制到饋電鏈路上行傳輸載頻中，形成饋電鏈路上行數(shù)據(jù)，所述饋電鏈路上行數(shù)據(jù)作為所述饋電鏈路上行傳輸信道的輸入，所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)的星上饋源陣列接收所述饋電鏈路上行傳輸信道輸出的衛(wèi)星接收饋電鏈路上行數(shù)據(jù)；

在反向傳輸階段，通過(guò)饋電鏈路下行傳輸信道與所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)相連，并通過(guò)所述光纖或者微波與所述中心信關(guān)站相連，用于通過(guò)所述光纖或者微波發(fā)送所述信關(guān)站接收饋電鏈路下行數(shù)據(jù)至所述中心信關(guān)站；

所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)，在前向傳輸階段，通過(guò)所述饋電鏈路上行傳輸信道與所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站相連，并通過(guò)用戶(hù)鏈路下行傳輸信道與所述多個(gè)用戶(hù)終端相連，用于對(duì)所述衛(wèi)星接收饋電鏈路上行數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和變頻操作，得到用戶(hù)鏈路下行數(shù)據(jù)，所述用戶(hù)鏈路下行數(shù)據(jù)作為所述用戶(hù)鏈路下行傳輸信道的輸入，所述多個(gè)用戶(hù)終端接收所述用戶(hù)鏈路下行傳輸信道輸出的終端接收用戶(hù)鏈路下行數(shù)據(jù)；

在反向傳輸階段，通過(guò)用戶(hù)鏈路上行傳輸信道與所述多個(gè)用戶(hù)終端相連，并通過(guò)所述饋電鏈路下行傳輸信道與所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站相連，用于對(duì)衛(wèi)星接收用戶(hù)鏈路上行數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)處理和變頻操作，得到饋電鏈路下行數(shù)據(jù)，所述饋電鏈路下行數(shù)據(jù)作為所述饋電鏈路下行傳輸信道的輸入，所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站接收所述饋電鏈路下行傳輸信道輸出的所述信關(guān)站接收饋電鏈路下行數(shù)據(jù)；

所述多個(gè)用戶(hù)終端，在前向傳輸階段，通過(guò)所述用戶(hù)鏈路下行傳輸信道與所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)相連，用于將所述終端接收用戶(hù)鏈路下行數(shù)據(jù)恢復(fù)為所述前向用戶(hù)數(shù)據(jù)；

在反向傳輸階段，通過(guò)所述用戶(hù)鏈路上行傳輸信道與所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)相連，用于將反向用戶(hù)數(shù)據(jù)調(diào)制到用戶(hù)鏈路上行傳輸載頻中，形成用戶(hù)鏈路上行數(shù)據(jù)，所述用戶(hù)鏈路上行數(shù)據(jù)作為所述用戶(hù)鏈路上行傳輸信道的輸入，所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)的星上饋源陣列接收所述用戶(hù)鏈路上行傳輸信道輸出的所述衛(wèi)星接收用戶(hù)鏈路上行數(shù)據(jù)。

2.如權(quán)利要求1所述的分布式地基波束成形傳輸系統(tǒng)，其特征在于，饋電鏈路和用戶(hù)鏈路共用所述星上饋源陣列，在前向傳輸階段，所述饋電鏈路上行傳輸信道矩陣為H_fu，所述用戶(hù)鏈路下行傳輸信道矩陣為H_ud，在反向傳輸階段，所述用戶(hù)鏈路上行傳輸信道矩陣為H_uu，所述饋電鏈路下行傳輸信道矩陣為H_fd。

3.如權(quán)利要求1所述的分布式地基波束成形傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述星上饋源陣列在所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)發(fā)射功率有限的情況下，對(duì)所述用戶(hù)鏈路下行數(shù)據(jù)的功率增加限制條件E[(x_s1)^H(x_s1)]≤P，其中x_s1為所述用戶(hù)鏈路下行數(shù)據(jù)，P為所述多波束衛(wèi)星平臺(tái)發(fā)射功率決定的功率上限值。

4.如權(quán)利要求1至3所述的分布式地基波束成形傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)編碼，其預(yù)編碼矩陣為D，假設(shè)所述多個(gè)用戶(hù)終端接收噪聲滿(mǎn)足E[nn^H]=I_K，若令H=H_udB_fH_fu，其中B_f為星上前向信號(hào)處理矩陣，在破零準(zhǔn)則下根據(jù)正則信道反轉(zhuǎn)方法得到所述預(yù)編碼矩陣其中n為所述接收噪聲，I_K為K×K階單位矩陣，K為所述多個(gè)用戶(hù)終端的數(shù)量，γ為所述中心信關(guān)站發(fā)送所述預(yù)編碼數(shù)據(jù)至所述多個(gè)分布式遠(yuǎn)端信關(guān)站的功率。