[發(fā)明專利]空基中繼通信增強(qiáng)系統(tǒng)中一種基于技偵技術(shù)的變頻轉(zhuǎn)發(fā)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810631927.3
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN108880657B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊帆;董正宏;劉立昊;肖瑞瑩;段小波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天工程大學(xué)
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心 11007
• 代理人: 程然

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空基中繼通信增強(qiáng)系統(tǒng)中一種基于技偵技術(shù)的變頻轉(zhuǎn)發(fā)器，目的是利用技偵加變頻的思想設(shè)計(jì)構(gòu)建了一種空基中繼通信增強(qiáng)系統(tǒng)。其特征在于：它包括空中信號轉(zhuǎn)發(fā)分系統(tǒng)和地面信號轉(zhuǎn)發(fā)兩個(gè)分系統(tǒng)；其中空中信號轉(zhuǎn)發(fā)分系統(tǒng)中的變頻轉(zhuǎn)發(fā)器位于無人機(jī)的中繼載荷，通過天線對上行信號進(jìn)行快速搜索與接收，而后將偵收到的VHF信號上變頻為L頻段的信號，經(jīng)信號放大后通過天線下行轉(zhuǎn)發(fā)；地面信號轉(zhuǎn)發(fā)分系統(tǒng)中的變頻轉(zhuǎn)發(fā)器用以接收空中轉(zhuǎn)發(fā)的下行信號，通過變頻器轉(zhuǎn)發(fā)器經(jīng)下變頻轉(zhuǎn)為原波段信號，并經(jīng)過選頻處理后輸出到天線進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，供附近的超短波通信設(shè)備使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種空基中繼通信增強(qiáng)系統(tǒng)中一種基于技偵技術(shù)的變頻轉(zhuǎn)發(fā)裝置。

背景技術(shù)

1.1應(yīng)用背景

隨著移動(dòng)通信技術(shù)在國內(nèi)的不斷普及，由于陸上移動(dòng)基站的設(shè)立，在城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等人口密集地區(qū)，基本實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)信號的全覆蓋。然而近年來，突發(fā)事件頻發(fā)，惡劣自然災(zāi)害的出現(xiàn)對社會(huì)穩(wěn)定和人們的生命安全造成巨大損害，在多次災(zāi)難中，基于固定基礎(chǔ)設(shè)施的通信系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)以及供電系統(tǒng)均遭到了嚴(yán)重破壞，甚至全面癱瘓，在應(yīng)急救災(zāi)的黃金時(shí)段里，最低標(biāo)準(zhǔn)的通信鏈接難以建立，應(yīng)急救援分隊(duì)與災(zāi)區(qū)內(nèi)部人員溝通不暢，難以輔助決策采取營救措施。此外，我國海上通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)還有待完善，漁船、海監(jiān)船出海后的通信手段十分有限，一旦出現(xiàn)緊急情況或監(jiān)測到重要信息，難以第一時(shí)間將情況進(jìn)行反饋。因此，我國針對陸上應(yīng)急響應(yīng)通信及海上通信的需求十分迫切。

為了應(yīng)對上述需求，現(xiàn)實(shí)生活中也相繼出現(xiàn)了一些針對應(yīng)急通信的中繼對策，例如臨時(shí)調(diào)配分發(fā)衛(wèi)星通信設(shè)備、利用無人機(jī)進(jìn)行特定設(shè)備的通信中繼等。但實(shí)際應(yīng)用情況是:衛(wèi)星通信對設(shè)備的要求十分苛刻，且價(jià)格昂貴,難以大量普及；對于現(xiàn)有的無人機(jī)通信中繼方式而言,無人機(jī)上的中繼載荷和民間大量使用的對講機(jī)、電臺等常用無線通信設(shè)備無法聯(lián)通，通用性較差。鑒于此，本專利面向民間大量現(xiàn)有的超短波設(shè)備，基于升空平臺，充分考慮收發(fā)天線隔離度的問題，利用無線電的偵收與變頻轉(zhuǎn)發(fā)等技術(shù)，在不改變現(xiàn)有終端協(xié)議、天線、端口的條件下，提出了變頻中繼的方案：在空中對區(qū)域內(nèi)的VHF(30M-88MHz)信號進(jìn)行偵收，經(jīng)變頻器上變頻到L頻段(1.35G-1.8GHz)下行轉(zhuǎn)發(fā)供地面終端進(jìn)行接收，從而實(shí)現(xiàn)超視距條件下的無線通信設(shè)備的互聯(lián)互通，該應(yīng)用無需改變原有的技術(shù)體制，能支持多用戶的并發(fā)通信，尤其適合無人區(qū)、海洋、山地叢林等政府管控及反恐維穩(wěn)的區(qū)域通信需要。

1.2現(xiàn)有技術(shù)及其優(yōu)缺點(diǎn)

1.2.1超短波電臺中繼相關(guān)技術(shù)

超短波電臺通信系統(tǒng)在軍用、海上作業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，用戶在利用電臺進(jìn)行通信組網(wǎng)后，即可在一定區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)電臺信息的收發(fā)。電臺通信由于無需大量通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，為政府、航空業(yè)和軍隊(duì)廣泛使用。但是，受制于波長、功率等因素，電臺之間的直接通信距離較近，且在傳播過程中電波極易受到高山、叢林等地形地貌及天氣的影響，通信能力有限。現(xiàn)有的方式通過建立地面固定或升空平臺搭載的電臺中繼及信號放大載荷來增強(qiáng)電臺通信能力。就無人機(jī)通信中繼的方法而言，除無人機(jī)的選型外，最核心的技術(shù)是中繼載荷的設(shè)計(jì)，當(dāng)前主要的中繼方式主要分為三種：傳統(tǒng)中繼模式，網(wǎng)絡(luò)編碼中繼模式以及物理層網(wǎng)絡(luò)編碼中繼模式。在傳統(tǒng)中繼模式中，中繼節(jié)點(diǎn)只對信息進(jìn)存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)，并不對信息進(jìn)行處理。網(wǎng)絡(luò)編碼中繼模式的主要思想即中繼節(jié)點(diǎn)對源節(jié)點(diǎn)發(fā)送來的信息進(jìn)行編碼映射等操作后再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，其打破了傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)中對于中繼節(jié)點(diǎn)的定義，使得組播傳輸達(dá)到最大理論傳播容量，從而提高通信系統(tǒng)吞吐量及通信傳輸?shù)挠行浴Ｔ谖锢韺泳W(wǎng)絡(luò)編碼中繼模式中，中繼節(jié)點(diǎn)將源節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送的疊加信號映射成伽羅華域的數(shù)據(jù)比特流，把干擾變成了編碼操作的一部分。與傳統(tǒng)模式相比，該模式信息交換時(shí)隙減少一半，網(wǎng)絡(luò)吞吐量提高一倍。就實(shí)際應(yīng)用而言，上述無人機(jī)中繼方式存在一定局限性：

(1)錯(cuò)誤編碼的限制；在直接存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的模式中，由于缺乏對轉(zhuǎn)發(fā)信息的進(jìn)行相應(yīng)的糾錯(cuò)編碼和編碼調(diào)制，這種模式的信息傳輸效率、頻譜利用率及誤碼率等指標(biāo)均不及后兩種模式，信息吞吐量、時(shí)效性、準(zhǔn)確性還有待提高。