[發明專利]一種分布式地基波束成形傳輸系統及方法

有效

• 申請號: 201310146731.2
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103199910A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 高鎮;趙明;潘文;王京
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(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，其特征在于，包括：中心信關站、多個分布式遠端信關站、多波束衛星平臺和多個用戶終端，其中，

所述中心信關站，在前向傳輸階段，通過光纖或者微波與所述多個分布式遠端信關站相連，用于對前向用戶數據進行預編碼得到預編碼數據，并通過所述光纖或者微波發送所述預編碼數據至所述多個分布式遠端信關站；

在反向傳輸階段，通過所述光纖或者微波與所述多個分布式遠端信關站相連，用于對信關站接收饋電鏈路下行數據進行信號檢測得到恢復反向用戶數據；

所述多個分布式遠端信關站，分布在所述多波束衛星平臺的多個波束之中：

在前向傳輸階段，通過所述光纖或者微波與所述中心信關站相連，并通過饋電鏈路上行傳輸信道與所述多波束衛星平臺相連，用于將所述預編碼數據調制到饋電鏈路上行傳輸載頻中，形成饋電鏈路上行數據，所述饋電鏈路上行數據作為所述饋電鏈路上行傳輸信道的輸入，所述多波束衛星平臺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星接收饋電鏈路上行數據；

在反向傳輸階段，通過饋電鏈路下行傳輸信道與所述多波束衛星平臺相連，并通過所述光纖或者微波與所述中心信關站相連，用于通過所述光纖或者微波發送所述信關站接收饋電鏈路下行數據至所述中心信關站；

所述多波束衛星平臺，在前向傳輸階段，通過所述饋電鏈路上行傳輸信道與所述多個分布式遠端信關站相連，并通過用戶鏈路下行傳輸信道與所述多個用戶終端相連，用于對所述衛星接收饋電鏈路上行數據進行信號處理和變頻操作，得到用戶鏈路下行數據，所述用戶鏈路下行數據作為所述用戶鏈路下行傳輸信道的輸入，所述多個用戶終端接收所述用戶鏈路下行傳輸信道輸出的終端接收用戶鏈路下行數據；

在反向傳輸階段，通過用戶鏈路上行傳輸信道與所述多個用戶終端相連，并通過所述饋電鏈路下行傳輸信道與所述多個分布式遠端信關站相連，用于對衛星接收用戶鏈路上行數據進行信號處理和變頻操作，得到饋電鏈路下行數據，所述饋電鏈路下行數據作為所述饋電鏈路下行傳輸信道的輸入，所述多個分布式遠端信關站接收所述饋電鏈路下行傳輸信道輸出的所述信關站接收饋電鏈路下行數據；

所述多個用戶終端，在前向傳輸階段，通過所述用戶鏈路下行傳輸信道與所述多波束衛星平臺相連，用于將所述終端接收用戶鏈路下行數據恢復為所述前向用戶數據；

在反向傳輸階段，通過所述用戶鏈路上行傳輸信道與所述多波束衛星平臺相連，用于將反向用戶數據調制到用戶鏈路上行傳輸載頻中，形成用戶鏈路上行數據，所述用戶鏈路上行數據作為所述用戶鏈路上行傳輸信道的輸入，所述多波束衛星平臺的星上饋源陣列接收所述用戶鏈路上行傳輸信道輸出的所述衛星接收用戶鏈路上行數據。

2.如權利要求1所述的分布式地基波束成形傳輸系統，其特征在于，饋電鏈路和用戶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，所述用戶鏈路下行傳輸信道矩陣為H_ud，在反向傳輸階段，所述用戶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.如權利要求1所述的分布式地基波束成形傳輸系統，其特征在于，所述星上饋源陣列在所述多波束衛星平臺發射功率有限的情況下，對所述用戶鏈路下行數據的功率增加限制條件E[(x_s1)^H(x_s1)]≤P，其中x_s1為所述用戶鏈路下行數據，P為所述多波束衛星平臺發射功率決定的功率上限值。

4.如權利要求1至3所述的分布式地基波束成形傳輸系統，其特征在于，所述預編碼，其預編碼矩陣為D，假設所述多個用戶終端接收噪聲滿足E[nn^H]=I_K，若令H=H_udB_fH_fu，其中B_f為星上前向信號處理矩陣，在破零準則下根據正則信道反轉方法得到所述預編碼矩陣其中n為所述接收噪聲，I_K為K×K階單位矩陣，K為所述多個用戶終端的數量，γ為所述中心信關站發送所述預編碼數據至所述多個分布式遠端信關站的功率。