[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

技術領域

本發明屬于衛星移動通信技術領域，具體涉及一種分布式地基波束成形傳輸系統及方法。

背景技術

衛星移動通信系統通過多波束覆蓋實現頻率復用，從而提高系統容量。為了服務更多的用戶并支持不斷擴大的寬帶業務需求，未來衛星移動通信系統將效仿地面移動通信的發展模式，即一方面逐步減小小區半徑，用更多的小區覆蓋原有地域；另一方面降低頻率復用因子，最大限度地提高系統頻率利用率。小區半徑的減小依賴于衛星平臺天線尺寸的增加。目前運行的Thuraya系統使用的是12.5m的S波段天線，形成250～300個波束覆蓋歐洲、亞洲和非洲的110個國家和地區。而最新的TerreStar-1衛星則配備了18m的S波段天線，當TerreStar-2升空后，系統波束個數達到500個，可覆蓋整個北美及其沿海地區。

如此大的波束數量將導致衛星平臺數字波束成形傳輸的處理復雜度大幅度增加，從而使星載平臺不堪重負。為了解決這個問題，可將波束成形傳輸的任務從衛星平臺通過饋電鏈路轉移到地面信關站來進行，這便形成了地基波束成形傳輸技術。地基波束成形傳輸技術的靈活性很高，可方便地與預編碼技術及多用戶監測技術相結合，解決同頻組網時的波束間干擾問題。

地基波束成形傳輸技術的瓶頸在于饋電鏈路的帶寬。根據MIMO（Multiple-Input?Multiple-Out-put，多輸入多輸出）傳輸理論，在頻率復用因子不變的情況下，波束個數的增加必然意味著饋源數量的增加。尤其是在頻率復用因子為1的情況下，饋源數量要多于波束個數。由于饋源接收到的信號通常是以頻分復用的方式送到地面信關站的，當饋源數量很大時，饋電鏈路帶寬需求會非常大。目前解決這個問題的方法有三種：第一個是使用衛星平臺信號壓縮技術；第二個是使用帶寬更充足的高頻饋電鏈路；第三個思路是使用多個信關站復用饋電鏈路頻帶資源。第一種方法是基于消除信號相關性的思路，因此在饋源數量與波束個數相近的情況下，信號帶寬的減小并不明顯。第二種方法需要升級星載平臺饋電鏈路射頻。第三中方法要求饋電鏈路也通過多波束覆蓋實現空間隔離，這增加了衛星平臺饋電鏈路部分的硬件開銷及處理復雜度。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發明的第一個目的在于提出一種分布式地基波束成形傳輸系統，本發明的第二個目的在于提出一種分布式地基波束成形傳輸方法。