[發明專利]一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法

有效

• 申請號: 202011580218.0
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112636798B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 陳翔;劉允;郭志恒;宋瑞良;聶俊楠;李捷;彭福洲
• 申請（專利權）人: 中山大學;中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04B7/0413
• 分類號: H04B7/0413;H04B7/06;H04B7/08;H04L27/26
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

1.一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于發射端對需要發送的不同符號做OFDM變換，得到對應OFDM符號；

各天線對同一個OFDM符號按預設規則循環樣點，得到循環位移形式，表達式為表示天線序號；

將循環位移形式加入長度為GL的循環前綴，得到MMDM空時編碼矩陣，表達式為最大天線時延為L-1，前G列為循環保護間隔，后N列為數據塊；

將MMDM空時編碼矩陣結合低軌衛星多天線系統發送不同延遲的相同衛星信號；

獲取接收信號并對接收信號進行FFT變換，得到CFO信道環境下信號；

基于子載波平均的盲波束成型器對CFO信道環境下信號進行路徑信號抽取，得到各條路徑的信號；

對各條路徑的信號進行多普勒頻移和時延的估計與補償，解調得到所有的衛星信號。

2.根據權利要求1所述一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法，其特征在于，所述基于發射端對需要發送的不同符號做OFDM變換，得到對應OFDM符號這一步驟，其具體包括：

預設系統參數，包括衛星總數量為P，碼字序列長度為N，每顆衛星所發送的相同數據u_p[k],p＝1,2,…,P；k＝0,1,…,N-1，碼字序列符號位X₀,X₁,…，X_N-1，發送天線數量為L，循環前綴長度為G，且要求GL；

基于離散傅里葉逆變換將碼字序列調制到子載波上，得到OFDM符號。

3.根據權利要求2所述一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法，其特征在于，所述OFDM符號的表達式如下：

上式中，X_k表示頻域碼字序列符號第k位，x_n表示時域碼字序列符號第n位，e表示自然指數其中j表示復數，k、n為下表索引，k、n＝0,1,2,…,N-1。

4.根據權利要求3所述一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法，其特征在于，對接收信號進行FFT變換的表達式如下：

上式中，表示衛星p在頻域由于多普勒頻移導致的ICI系數，z_P[m]表示接收端在第m個符號位時刻接收到的由總共P顆衛星發送的信號的疊加，w[k]表示高斯加性白噪聲，k為索引，表示第k個。

5.根據權利要求4所述一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法，其特征在于，所述對各條路徑的信號進行多普勒頻移和時延的估計與補償，解調得到所有的衛星信號這一步驟，其具體包括：

基于多普勒頻移估計算法估算各條路徑的信號的多普勒頻移，并進行逐路徑頻域補償，得到頻偏補償后的信號；

對頻偏補償后的信號進行時延估計與時延補償，得到時延補償后的信號；

根據時延補償后的信號和最優向量，解調得到衛星信號。

6.根據權利要求5所述一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法，其特征在于，所述時延估計的計算公式如下：

上式中，表示接收端對第p顆衛星的時延估計值，N_g表示最大的時延范圍，表示干擾消除方法中第p級的第k個信號估計值，e為自然指數，j表示復數，τ表示真實的時延值。

7.根據權利要求6所述一種面向低軌星座通信的信號發送與接收方法，其特征在于，所述時延補償的公式如下：

上式中，ε_l[k]為第k個時延補償后信號集合中的第l個元素，e_l[k]表示干擾消除方法中第l級的第k個信號估計值，e為自然指數，j表示復數，τ^r接收端對第p顆衛星的時延估計值。