[發(fā)明專利]低軌衛(wèi)星OFDM系統(tǒng)中載波間干擾自消除方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611204153.3
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106789780B
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬天鳴;姜泉江;趙笙罡;王文川
• 申請（專利權(quán)）人: 上海微小衛(wèi)星工程中心
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;H04L27/26
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 李陽

本發(fā)明公開了低軌衛(wèi)星通信OFDM系統(tǒng)中載波間干擾自消除的方法，包括：步驟一、序列發(fā)生器發(fā)送子載波序列組X₀(k)，k＝0,2,…,N/4?2；步驟二、對X₀(k)進(jìn)行插零、取反、圓周移位等變換后得到子載波序列組X₂(k)，0≤k≤N/4?1，N/4為整數(shù)；步驟三、對X₂(k)按照4種不同的插零、乘以旋轉(zhuǎn)參數(shù)、圓周移位等方式進(jìn)行調(diào)制處理后得到4個子載波序列組X_Ⅰ(k)、X_Ⅱ(k)、X_Ⅲ(k)、X_Ⅳ(k)，0≤k≤N?1，再將這4個序列組進(jìn)行合并后得到所需要的子載波序列組X(k)，0≤k≤N?1；步驟四、調(diào)制處理后，接收端對發(fā)射端的4個子載波序列組X_Ⅰ(k)、X_Ⅱ(k)、X_Ⅲ(k)、X_Ⅳ(k)分別進(jìn)行解調(diào)后得到4組接收信號，再將這4組接收信號進(jìn)行合并相加，便可得到接收端最終所需要的接收信號Y′(k)，0≤k≤N?1。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低低軌衛(wèi)星OFDM系統(tǒng)中載波間干擾自消除方法。

背景技術(shù)

衛(wèi)星以其通信距離遠(yuǎn)、覆蓋范圍廣、組網(wǎng)靈活、不受地理環(huán)境條件限制以及不受地面設(shè)備條件限制等特點，因而在無線通信領(lǐng)域占有重要的地位。在衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)中，低軌(Low Earth orbit,LEO)衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)起著越來越重要的作用。低軌移動通信系統(tǒng)具有許多其他地面?zhèn)鬏斣O(shè)備所不具備的優(yōu)越性：相對于地面無線通信系統(tǒng)，低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)覆蓋面廣；相對于靜止軌道(Geostationary Orbit,GEO)、中軌(Medium Earth Orbit,MEO)衛(wèi)星通信系統(tǒng)，低軌衛(wèi)星組網(wǎng)靈活，衛(wèi)星運(yùn)行軌道低，星地鏈路傳輸時延較小，并且可以與高軌衛(wèi)星、中軌衛(wèi)星組成天機(jī)系統(tǒng)。

低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的重要地位，決定了低軌衛(wèi)星通信系統(tǒng)鏈路傳輸質(zhì)量的高效性。但相對于地面用戶終端來說，低軌衛(wèi)星較高的運(yùn)行速度，高頻段載波傳輸，星地鏈路傳輸損耗以及信道衰落嚴(yán)重等特性，使得低軌衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)的信號傳輸質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。同時由于低軌衛(wèi)星波束頻繁切換造成信道的時變性，以及信號帶寬傳輸時多徑信道頻率選擇性衰落特性，造成復(fù)雜多變的信道環(huán)境。因此低軌寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)需要采用一種較好的抗頻率選擇性衰落的多載波傳輸方式。

正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)屬于一種多載波調(diào)制技術(shù)，針對需要提高頻帶利用率的低軌寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)而言，其可以解決頻帶資源受限的問題，同時由于衛(wèi)星通信傳輸過程中經(jīng)歷地理環(huán)境較復(fù)雜，OFDM的抗多徑的特點可以削弱復(fù)雜多變的環(huán)境對信號傳遞的負(fù)面影響。因此自上世紀(jì)末以來，將OFDM技術(shù)與衛(wèi)星通信相結(jié)合已經(jīng)引起了國內(nèi)外學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

雖然OFDM系統(tǒng)較傳統(tǒng)的頻分復(fù)用系統(tǒng)相比具有很強(qiáng)的抗多徑和干擾的能力，能夠有效的抑制符號間串?dāng)_(Inter Symbol Interference,ISI)，但實際中的低軌衛(wèi)星移動衰落信道在傳輸時也會受到諸如多徑傳播、時延擴(kuò)展、衰落特性以及多普勒效應(yīng)等因素的影響，由此造成OFDM系統(tǒng)子載波之間的正交性受到破壞，導(dǎo)致載波間干擾(Inter-channelInterference,ICI)。而OFDM是建立在子載波嚴(yán)格正交的基礎(chǔ)上的，如果不采取有效措施對ICI進(jìn)行抑制，不僅會使OFDM系統(tǒng)誤碼率性能惡化，還會帶來嚴(yán)重的地板效應(yīng)，即無論怎樣在發(fā)射端增加信號的發(fā)射功率，都不能改善OFDM系統(tǒng)的良好性能。因此如何減小ICI對OFDM的影響，是低軌衛(wèi)星OFDM系統(tǒng)能夠得到廣泛應(yīng)用的前提條件之一。同時實際LEO衛(wèi)星信道中往往具有較大的多普勒頻移，而當(dāng)多普勒頻移大于OFDM的子載波間隔時，接收端解調(diào)出來的信號將會存在相位旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致接收數(shù)據(jù)錯誤并影響系統(tǒng)的誤碼率性能。