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    基于小衛星的無線通信方法及系統技術方案

    技術編號:8536441 閱讀:166 留言:0更新日期:2013-04-04 21:09
    本發明專利技術提出一種基于小衛星的無線通信方法及系統。其中,方法包括以下步驟:第一衛星通過無線幀的控制符號和數據符號發出控制信道和數據信道,其中,控制符號中承載控制信道,數據符號中承載數據信道;第二衛星根據接收的同步符號計算幀定時,其中,無線幀提供同步符號;根據幀定時獲得參考符號和控制符號的位置,并接收控制信道中的控制信息;以及根據幀定時和控制信息接收數據信道中的數據信息。根據本發明專利技術實施例的方法,通過采用正交頻分復用方式,能夠達到很高的速率,而且實現復雜度很低,非常適合目前的小衛星之間通信,并且對無線幀的參考符號與控制符號和數據符號的配合及處理實現小衛星之間的數據傳輸,同時具有靈活性和冗余度,可以降低任務失敗的風險。

    【技術實現步驟摘要】

    本專利技術涉及衛星通訊領域,特別涉及一種基于小衛星的無線通信方法及系統
    技術介紹
    隨著通訊及計算機技術的發展衛星逐漸向小而精的方向發展。小衛星的編隊飛行實質上是利用多個飛行中的小衛星組成一定形狀,各顆小衛星之間通過星間通信相互聯系、協同工作,共同承擔空間信號的采集與處理以及承載有效載荷等任務,整個星群構成一個滿足任務需要的、規模較大的虛擬傳感器或探測器。目前小衛星之間通信一般采用碼分多址或光通信,碼分多址方式實現復雜度不高,但一般速率很低,越來越不能滿足目前的高速率要求;而光通信方式雖然能夠達到很高 的速率,但成本比較高,實現復雜。
    技術實現思路
    本專利技術的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。本專利技術采用正交頻分復用方式,能夠達到很高的速率,而且實現復雜度很低,非常適合目前的小衛星之間通信。為達到上述目的,本專利技術一方面的實施例提出一種基于小衛星的無線通信方法,包括以下步驟S1:第一衛星通過無線幀的控制符號和數據符號發出控制信道和數據信道,其中,所述控制符號中承載控制信道,所述數據符號中承載數據信道;S2 :第二衛星根據接收的同步符號計算幀定時,其中,所述無線幀提供所述同步符號;S3 :根據所述幀定時獲得參考符號和控制符號的位置,并接收所述控制信道中的控制信息;以及S4 :根據所述幀定時和所述控制信息接收所述數據信道中的數據信息。根據本專利技術實施例的方法,通過采用正交頻分復用方式,能夠達到很高的速率,而且實現復雜度很低,非常適合目前的小衛星之間通信,并且對無線幀的參考符號與控制符號和數據符號的配合及處理實現小衛星之間的數據傳輸,同時具有靈活性和冗余度,可以降低任務失敗的風險。本專利技術的一個實施例中,所述步驟SI具體包括S11 :第一衛星通過無線幀的控制符號發出控制信道;以及S12 :第一衛星通過無線幀的數據符號發出數據信道。本專利技術的一個實施例中,所述步驟Sll進一步包括S111 :對所述控制信息添加循環冗余校驗并進行信道卷積編碼獲得第一控制數據;S112 :對所述第一控制數據進行速率匹配獲得第二控制數據;S113 :對所述第二控制數據進行白化處理和調制獲得調制符號;以及S114 :將所述調制符號映射到所述控制符號的子載波上,并對所述映射的頻域數據進行快速傅里葉反變換后發送到所述第二衛星。本專利技術的一個實施例中,所述步驟S12進一步包括S121 :對所述數據信息添加循環冗余校驗獲得第一數據;S122 :對所述第一數據分段成多個編碼塊;S123 :對所述多個編碼塊的每個編碼塊添加循環冗余校驗并進行Turbo編碼獲得第二數據;S124 :對所述第二數據拼接成一串數據,并對其進行速率匹配獲得第三數據;S125 :對所述第三數據進行白化處理和調制獲得調制符號;以及S126 :將所述調制符號映射到所述數據符號的子載波上,并對所述映射的頻域數據進行快速傅里葉反變換后發送到所述第二衛星。本專利技術的一個實施例中,所述步驟S2具體包括S21 :對接收的天線數據進行下變頻、模數轉換,得到數字基帶信號;以及S22 :用本地存儲的同步序列與所述的數字基帶信號進行滑動相關,并計算所述幀定時。本專利技術的一個實施例中,所述步驟S3具體包括S31 :在所接收到的參考符號和控制符號的邊界接收數據做快速傅里葉變換變換,得到頻域數據;S32 :在所述參考符號和控制符號的頻域數據中分別提取參考符號子載波和控制信道子載波;S33 :用所述參考符號子載波進行信道估計獲得信道估計數據;S34 :根據所述信道估計數據和所述控制信道子載波進行信道均衡和解星座映射獲得軟比特信息;S35 :對所述軟比特信息進行解擾處理 和解速率匹配得到速率匹配前的數據長度數據;以及S36 :對所述速率匹配前的數據長度數據進行Viterbi譯碼和循環冗余校驗,如果循環冗余校驗通過則接收控制信道成功。本專利技術的一個實施例中,所述步驟S4具體包括S41 :在所接收到的參考符號和數據符號的邊界接收數據做快速傅里葉變換變換,得到頻域數據;S42 :在所述參考符號和數據符號的頻域數據中分別提取參考符號子載波和數據信道子載波;S43 :對所述參考符號子載波進行信道估計獲得信道估計數據;S44 :根據所述信道估計數據和所述數據信道子載波進行信道均衡和解星座映射獲得軟比特信息;S45 :對所述軟比特信息進行解擾處理和解速率匹配得到數據速率匹配前的數據長度數據;S46 :對所述數據長度數據進行分割得到多個編碼塊;S47 :對所述多個編碼塊的每個編碼塊進行Turbo譯碼和循環冗余校驗;以及S48 :當循環冗余校驗成功則將所述去掉循環冗余校驗數據拼接成一串數據再進行循環冗余校驗,如果校驗通過則所述第二衛星接收數據成功。為達到上述目的,本專利技術的實施例另一方面提出一種基于小衛星的無線通信系統,包括發送模塊,用于第一衛星通過無線幀的控制符號和數據符號發出控制信道和數據信道,其中,所述控制符號中承載控制信道,所述數據符號中承載數據信道;同步信號接收模塊,用于第二衛星根據接收的同步符號計算幀定時,其中,所述無線幀提供所述同步符號;控制信號接收模塊,用于根據所述幀定時獲得參考符號和控制符號的位置,并接收控制信道中的控制信息;以及數據信號接收模塊,用于根據所述幀定時和所述控制信息接收所述數據信道中的數據信息。根據本專利技術實施例的系統,通過采用正交頻分復用方式,能夠達到很高的速率,而且實現復雜度很低,非常適合目前的小衛星之間通信,并且對無線幀的參考符號與控制符號和數據符號的配合及處理實現小衛星之間的數據傳輸,同時具有靈活性和冗余度,可以降低任務失敗的風險。本專利技術的一個實施例中,所述發送模塊具體包括控制信道發送子模塊,用于第一衛星通過無線幀的控制符號發出控制信道;以及數據信道發送子模塊,用于第一衛星通過無線幀的數據符號發出數據信道。本專利技術的一個實施例中,所述控制信道發送子模塊進一步包括第一校驗編碼單元,用于對所述控制信息添加循環冗余校驗并進行信道卷積編碼獲得第一控制數據;速率匹配單元,用于對所述第一控制數據進行速率匹配獲得第二控制數據;第一白化調制單元,用于對所述第二控制數據進行白化處理和調制獲得調制符號;以及第一映射變換單元,用于將所述調制符號映射到所述控制符號的子載波上,并對所述映射的頻域數據進行快速傅里葉反變換后發送到所述第二衛星。本專利技術的一個實施例中,所述數據信道發送子模塊進一步包括第二校驗編碼單元,用于對所述數據信息添加循環冗余校驗獲得第一數據;分段單元,用于對所述第一數據分段成多個編碼塊;第三校驗編碼單元,用于對所述多個編碼塊的每個編碼塊添加循環冗余校驗并進行Turbo編碼獲得第二數據;拼接匹配單元,用于對所述第二數據拼接成一串數據,并對其進行速率匹配獲得第三數據;第二白化調制單元,用于對所述第三數據進行白化處理和調制獲得調制符號;以及第二映射變換單元,用于將所述調制符號映射到所述數據符號的子載波上,并對所述映射的頻域數據進行快速傅里葉反變換后發送到所述第二衛星。 本專利技術的一個實施例中,所述同步信號接收模塊具體包括變頻轉換單元,用于對接收的天線數據進行下變頻、模數轉換,得到數字基帶信號;以及計算單元,用于用本地存儲的同步序列與所述的數字基帶信號進行滑動相關,并計算所述幀定時。本專利技術的一個實施例中,所述控制信號接本文檔來自技高網...

    【技術保護點】
    一種基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,包括以下步驟:S1:第一衛星通過無線幀的控制符號和數據符號發出控制信道和數據信道,其中,所述控制符號中承載控制信道,所述數據符號中承載數據信道;S2:第二衛星根據接收的同步符號計算幀定時,其中,所述無線幀提供所述同步符號;S3:根據所述幀定時獲得參考符號和控制符號的位置,并接收所述控制信道中的控制信息;以及S4:根據所述幀定時和所述控制信息接收所述數據信道中的數據信息。

    【技術特征摘要】
    1.一種基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,包括以下步驟 S1:第一衛星通過無線幀的控制符號和數據符號發出控制信道和數據信道,其中,所述控制符號中承載控制信道,所述數據符號中承載數據信道;52:第二衛星根據接收的同步符號計算幀定時,其中,所述無線幀提供所述同步符號; 53:根據所述幀定時獲得參考符號和控制符號的位置,并接收所述控制信道中的控制/[目息;以及 54:根據所述幀定時和所述控制信息接收所述數據信道中的數據信息。2.如權利要求1所述的基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,所述步驟SI具體包括 511:第一衛星通過無線幀的控制符號發出控制信道;以及 512:第一衛星通過無線幀的數據符號發出數據信道。3.如權利要求2所述的基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,所述步驟Sll進一步包括 Sm :對所述控制信息添加循環冗余校驗并進行信道卷積編碼獲得第一控制數據; SI 12 :對所述第一控制數據進行速率匹配獲得第二控制數據; 5113:對所述第二控制數據進行白化處理和調制獲得調制符號;以及 5114:將所述調制符號映射到所述控制符號的子載波上,并對所述映射的頻域數據進行快速傅里葉反變換后發送到所述第二衛星。4.如權利要求2所述的基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,所述步驟S12進一步包括 5121:對所述數據信息添加循環冗余校驗獲得第一數據; 5122:對所述第一數據分段成多個編碼塊; 5123:對所述多個編碼塊的每個編碼塊添加循環冗余校驗并進行Turbo編碼獲得第二數據; 5124:對所述第二數據拼接成一串數據,并對其進行速率匹配獲得第三數據; 5125:對所述第三數據進行白化處理和調制獲得調制符號;以及 5126:將所述調制符號映射到所述數據符號的子載波上,并對所述映射的頻域數據進行快速傅里葉反變換后發送到所述第二衛星。5.如權利要求1所述的基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,所述步驟S2具體包括 521:對接收的天線數據進行下變頻、模數轉換,得到數字基帶信號;以及522:用本地存儲的同步序列與所述的數字基帶信號進行滑動相關,并計算所述幀定時。6.如權利要求1所述的基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,所述步驟S3具體包括 S31 :在所接收到的參考符號和控制符號的邊界接收數據做快速傅里葉變換變換,得到頻域數據; S32:在所述參考符號和控制符號的頻域數據中分別提取參考符號子載波和控制信道子載波;S33 :用所述參考符號子載波進行信道估計獲得信道估計數據; S34:根據所述信道估計數據和所述控制信道子載波進行信道均衡和解星座映射獲得軟比特信息;535:對所述軟比特信息進行解擾處理和解速率匹配得到速率匹配前的數據長度數據;以及 536:對所述速率匹配前的數據長度數據進行Viterbi譯碼和循環冗余校驗,如果循環冗余校驗通過則接收控制信道成功。7.如權利要求1所述的基于小衛星的無線通信方法,其特征在于,所述步驟S4具體包括 541:在所接收到的參考符號和數據符號的邊界接收數據做快速傅里葉變換變換,得到頻域數據; 542:在所述參考符號和數據符號的頻域數據中分別提取參考符號子載波和數據信道子載波; 543:對所述參考符號子載波進行信道估計獲得信道估計數據; S44:根據所述信道估計數據和所述數據信道子載波進行信道均衡和解星座映射獲得軟比特信息; S45:對所述軟比特信息進行解擾處理和解速率匹配得到數據速率匹配前的數據長度數據; 546:對所述數據長度數據進行分割得到多個編碼塊; 547:對所述多個編碼塊的每個編碼塊進行Turbo譯碼和循環冗余校驗;以及 548:當循環冗余校驗成功則將所述去掉循環冗余校驗數據拼接成一串數據再進行循環冗余校驗,如果校驗通過則所述第二衛星接收數據成功。8.一種基于小衛星的無線通信系統,其特征在于,包括 發送模塊,用于第一衛星通過無線幀的控制符號和數據符號發出控制信道和數據信道,其中,所述控制符號中承載控制信道,所述數據符號中承載數據信道; 同步信...

    【專利技術屬性】
    技術研發人員:李濱張錦繡鄧云慶
    申請(專利權)人:李濱
    類型:發明
    國別省市:

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