[發明專利]衛星-地面綜合移動通信的部分預編碼方法和系統

有效

• 申請號: 201310362365.4
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN103560856A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 崔琪楣;陶小峰;王凱棟
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩

技術領域

本發明涉及空間通信技術領域，尤其涉及一種衛星-地面綜合移動通信的部分預編碼方法和系統。

背景技術

未來移動通信網絡不再只是采用單一的通信技術，往往會涉及不同的通信技術，如涉及的通信技術包括WiFi、WiMAX、2G/3G/3G+、LTE以及衛星通信等。其中將衛星移動通信系統與地面移動通信系統進行融合得到的綜合移動通信系統被認為是下一代通信網絡的重要部分。ITU(International?Telecommunication?Union，國際電信聯盟)在NGN(Next-Generation?Networks，下一代網絡)的框架下定義了綜合移動通信系統的概念，給出衛星/地面綜合通信系統的兩種具體形式：第一種是綜合移動衛星業務系統，由衛星和地面站組成，其中，地面站是衛星的補充，并且由衛星資源、網絡管理系統對地面站進行控制，地面站和衛星共享相同的頻率資源；第二種是混合移動衛星業務系統，衛星和地面站相互連接，但是彼此獨立運行，衛星、地面站網絡也各自擁有獨立的網絡管理系統，不一定使用相同的頻率資源。

對于同步衛星通信系統，由于衛星處于距離地面很高的同步衛星軌道，信號的RTT(Round-Trip?Time，往返時延)可達500ms，使得衛星難以獲得及時的CSI(Channel?State?Information，信道狀態信息)進行預編碼。因此，現有技術的衛星/地面綜合通信系統采用鏈路增強技術，集中于空時編碼、自適應調制編碼技術等編碼技術，僅需要接收端擁有信道狀態信息CSIR(Channel?State?Information?at?the?Receiver)或者發送端擁有信道狀態統計信息(Statistical?CSI)。

以上現有的衛星/地面綜合通信系統中，地面站僅根據地面信道狀態信息進行編碼，難以獲得用戶的實時信道狀態信息(Instantaneous?CSI)，因此用戶收到的數據誤碼率高，通信質量得到不到改善，用戶性能得不到提升。

發明內容

（一）要解決的技術問題

針對上述缺陷，本發明要解決的技術問題是如何減小綜合移動通信系統中用戶收到信息的誤碼率。

（二）技術方案

為解決上述問題，本發明提供了一種綜合移動通信的部分預編碼方法，所述方法具體包括：

S1、衛星通過衛星信道向用戶端發送共享數據；

S2、地面站對所述共享數據進行預編碼，得到的預編碼數據通過地面信道發送給所述用戶端；

S3、所述用戶端接收到所述共享數據和所述預編碼數據，進行同步、信道估計和解碼，得到解碼數據，并將信道估計的反饋信息發送給所述地面站。

進一步地，所述共享數據為在網絡控制中心的控制下所述衛星和所述地面站共享的下行數據，實現發送數據的同步。

進一步地，所述地面站對所述反饋信息進行分析得到衛星信道狀態信息和地面信道狀態信息。

進一步地，所述地面站在發送功率約束條件下，根據所述衛星信道狀態信息和所述地面信道狀態信息對所述共享數據進行預編碼。

進一步地，所述預編碼之前還包括：

S21、初始化預編碼矩陣和解碼矩陣；

S22、根據所述解碼矩陣進行最優化，得到最優解碼矩陣；

S23、根據所述最優解碼矩陣在滿足發送功率的約束條件下進行迭代，得到最優預編碼矩陣。

進一步地，所述解碼數據用向量表示為其中為所述解碼數據向量，所述G為解碼矩陣，H_s為根據所述衛星信道狀態信息得到的衛星信道矩陣，H_t為根據所述地面信道狀態信息得到的地面信道矩陣，F為預編碼矩陣，X為所述共享數據向量，N為高斯白噪聲向量。

為解決上述問題，本發明還提供了一種綜合移動通信的部分預編碼系統，系統包括：網絡控制中心、衛星、地面站和用戶端；

所述網絡控制中心控制所述衛星通過衛星信道向用戶端發送共享數據，控制所述地面站對所述共享數據進行預編碼，再將得到的預編碼數據通過地面信道發送給所述用戶端；

所述用戶端接收到所述共享數據和所述預編碼數據，進行同步、信道估計和解碼，得到解碼數據，并將信道估計的反饋信息發送給所述地面站。

進一步地，所述系統還包括：衛星地面站，用于所述網絡控制中心與所述衛星之間的通信連接。

進一步地，所述地面站對所述反饋信息進行分析得到衛星信道狀態信息和地面信道狀態信息。