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衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法及裝置與流程

文檔序號(hào):12751074閱讀:1256來源:國知局
衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法及裝置與流程

本發(fā)明寬帶衛(wèi)星通信領(lǐng)域,具體涉及一種衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法及裝置。



背景技術(shù):

在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中,由于衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器通道中包含IMUX,OMUX等非線性器件,導(dǎo)致信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)器后產(chǎn)生群延時(shí)失真;而且,在通信傳輸系統(tǒng)中,除了高斯噪聲、同頻干擾對傳輸誤碼有影響,衛(wèi)星信道的群延時(shí)特性會(huì)使誤比特性能進(jìn)一步惡化,影響到衛(wèi)星系統(tǒng)的通信性能。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

技術(shù)問題

有鑒于此,本發(fā)明實(shí)施例提供衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法或裝置,解決的技術(shù)問題為衛(wèi)星信道的群延時(shí)特性會(huì)使誤比特性能進(jìn)一步惡化,影響到衛(wèi)星系統(tǒng)的通信性能。

問題的解決方案

本發(fā)明提供一種衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法,包括以下步驟:

對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行群延時(shí)特性的測試,根據(jù)測試結(jié)果計(jì)算得到所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型;

對所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型進(jìn)行希爾伯特變換得到衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型,其中,所述衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延相反;

將經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星信號(hào)通過所述衛(wèi)星均衡器進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償。

其中,所述對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行群延時(shí)特性的測試,根據(jù)測試結(jié)果計(jì)算得到所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型具體包括:

根據(jù)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)各個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行群延時(shí)特性的測試;

根據(jù)測試結(jié)果生成衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)圖形;

根據(jù)所述群延時(shí)圖形進(jìn)行擬合數(shù)值曲線,得到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型。

其中,所述衛(wèi)星均衡器為全通濾波器。

其中,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為拋物線類型。

其中,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為TWTAGD=w2/2,所述全通濾波器模型為

另,本發(fā)明還提供一種衛(wèi)星信道群延時(shí)均衡裝置,包括:

群時(shí)延建模單元,用于對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行群延時(shí)特性的測試及根據(jù)測試結(jié)果計(jì)算得到所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型;

群時(shí)延變換單元,用于對所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型進(jìn)行希爾伯特變換得到衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型,其中,所述衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延相反;及

群延時(shí)補(bǔ)償單元,用于將經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星信號(hào)通過所述衛(wèi)星均衡器進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償。

其中,所述群時(shí)延建模單元包括:

群延時(shí)測試子單元,用于根據(jù)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)各個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行群延時(shí)特性的測試;

群延時(shí)圖形生成子單元,用于根據(jù)測試結(jié)果生成衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)圖形;

曲線擬合子單元,用于根據(jù)所述群延時(shí)圖形進(jìn)行擬合數(shù)值曲線,得到衛(wèi) 星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型。

其中,所述衛(wèi)星均衡器為全通濾波器。

其中,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為拋物線類型。

其中,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為TWTAGD=w2/2,所述全通濾波器模型為

本發(fā)明的有益效果

采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明至少可取得下述技術(shù)效果:

通過對經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的群延時(shí)進(jìn)行濾波作用,有效補(bǔ)償了衛(wèi)星信道的群延時(shí),改善了衛(wèi)星信號(hào)誤比特性能,提高了衛(wèi)星系統(tǒng)性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案,下面將對本發(fā)明實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的內(nèi)容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法的流程圖;

圖2是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道群延時(shí)特性的測試圖;

圖3是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道在QPSK調(diào)制時(shí)未進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償?shù)男盘?hào)星座圖;

圖4是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道在QPSK調(diào)制時(shí)進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償之后的信號(hào)星座圖;

圖5是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)圖。

貫穿附圖,應(yīng)該注意的是,相似的標(biāo)號(hào)用于描繪相同或相似的元件、特征和結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

提供以下參照附圖的描述來幫助全面理解由權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的各種實(shí)施例。以下描述包括幫助理解的各種具體細(xì)節(jié),但是這些細(xì)節(jié)將被視為僅是示例性的。因此,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到,在不脫離本公開的范圍和精神的情況下,可對本文所述的各種實(shí)施例進(jìn)行各種改變和修改。另外,為了清晰和簡潔,公知功能和構(gòu)造的描述可被省略。

以下描述和權(quán)利要求書中所使用的術(shù)語和詞匯不限于文獻(xiàn)含義,而是僅由發(fā)明人用來使本公開能夠被清晰和一致地理解。因此,對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言應(yīng)該明顯的是,提供以下對本公開的各種實(shí)施例的描述僅是為了示例性目的,而非限制由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的目的。

應(yīng)該理解,除非上下文明確另外指示,否則單數(shù)形式也包括復(fù)數(shù)指代。因此,例如,對“組件表面”的引用包括對一個(gè)或更多個(gè)這樣的表面的引用。

圖1是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法的流程圖。

參考圖1,本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法包括如下步驟:

步驟1:對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行群延時(shí)特性的測試,根據(jù)測試結(jié)果計(jì)算得到所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型;

步驟2:對所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型進(jìn)行希爾伯特變換得到衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型,其中,所述衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延相反;

步驟3:將經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星信號(hào)通過所述衛(wèi)星均衡器進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償。

其中,本發(fā)明衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償方法適用于寬帶衛(wèi)星通信轉(zhuǎn)發(fā)器,通過對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行群延時(shí)特性的測試,并將測試得到的衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器群延時(shí)特性進(jìn)行建模,即衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)特性可以根據(jù)實(shí)際測試結(jié)果進(jìn)行仿真,并計(jì)算得到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型。

請參閱圖2,圖2是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道群延時(shí)特性的測試圖。所 述步驟1具體包括:

根據(jù)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)各個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行群延時(shí)特性的測試;

根據(jù)測試結(jié)果生成衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)圖形;

根據(jù)所述群延時(shí)圖形進(jìn)行擬合數(shù)值曲線,得到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí),首先確定衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬,再對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)各個(gè)頻點(diǎn)通過頻譜分析儀進(jìn)行群延時(shí)特性的測試,即在衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬內(nèi)選擇一系列的頻率點(diǎn)進(jìn)行測試信號(hào)的群延時(shí),得到信號(hào)經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器在所述多個(gè)頻率點(diǎn)產(chǎn)生的群延時(shí),其中,頻點(diǎn)可以等間隔選擇進(jìn)行測試。

根據(jù)上述信號(hào)經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的群延時(shí)與所述多個(gè)頻率點(diǎn)進(jìn)行對應(yīng)繪制衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)圖形,如圖2所示,以頻率點(diǎn)的頻率數(shù)值為橫軸,以信號(hào)經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的群延時(shí)數(shù)值為縱軸,得到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器相應(yīng)的群延時(shí)圖形,即在所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)圖形中,每一頻點(diǎn)的橫坐標(biāo)為該頻點(diǎn)的頻率數(shù)值,每一頻點(diǎn)的縱坐標(biāo)為信號(hào)經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器在該頻點(diǎn)對應(yīng)產(chǎn)生的群延時(shí)數(shù)值。

在上述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)圖形中,各個(gè)頻點(diǎn)為離散分布的點(diǎn),為了對該衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)進(jìn)行仿真建模,進(jìn)一步根據(jù)所述群延時(shí)圖形進(jìn)行擬合相應(yīng)的數(shù)值曲線,以得到足夠的頻點(diǎn)及其對應(yīng)的群延時(shí)點(diǎn),從而計(jì)算確定衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型。

本實(shí)施例中,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為拋物線類型時(shí),如TWTAGD=w2/2,可以理解,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型還可以為雙曲線等其他類型。

本發(fā)明中采用全通濾波器(IIR濾波器)來設(shè)計(jì)衛(wèi)星均衡器,全通濾波器是指濾波器傳遞函數(shù)的幅度與頻率無關(guān),系統(tǒng)以幅度增益為1通過輸入中的全部頻率分量;所述全通濾波器特性的表征包括幅度、相位和群延時(shí),通 過設(shè)計(jì)全通濾波器的群延時(shí)特性可以起到補(bǔ)償濾波作用,從而成為衛(wèi)星的相位均衡器。

具體地,本實(shí)施例中,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為拋物線類型時(shí),如TWTAGD=w2/2,所述全通濾波器模型為 通過該模型可以確保幅頻特性為1。

由于希爾伯特變換的特性,將所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型TWTAGD=w2/2進(jìn)行希爾伯特變換后得到衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為EQGD=-w2/2,即,所述衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延相反,而信號(hào)經(jīng)過所述衛(wèi)星均衡器幅頻特性同樣保持不變,這樣就實(shí)現(xiàn)了對信號(hào)經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的群延時(shí)進(jìn)行濾波作用,并有效補(bǔ)償群延時(shí),改善系統(tǒng)性能。

請參閱3及圖4,圖3及圖4分別是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道在QPSK調(diào)制時(shí)進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償前及補(bǔ)償后的信號(hào)星座圖??梢悦黠@看出,圖3中,未進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償時(shí),信號(hào)經(jīng)過轉(zhuǎn)發(fā)器后產(chǎn)生群延時(shí)失真嚴(yán)重,信號(hào)誤比特性能較差,衛(wèi)星系統(tǒng)的通信質(zhì)量不佳;而圖4中,信號(hào)經(jīng)過衛(wèi)星均衡器進(jìn)行補(bǔ)償群延時(shí)后,信號(hào)失真得到有效地改善,提高了信號(hào)誤比特性能及信號(hào)譯碼性能,衛(wèi)星系統(tǒng)的通信性能得到較明顯的提高。

采用上述技術(shù)方案,該實(shí)施例可取得以下的技術(shù)效果:

通過對經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器產(chǎn)生的群延時(shí)進(jìn)行濾波作用,有效補(bǔ)償了衛(wèi)星信道的群延時(shí),改善了衛(wèi)星信號(hào)誤比特性能,提高了衛(wèi)星系統(tǒng)性能。

請參閱圖5,圖5是本實(shí)施例所述的衛(wèi)星信道群延時(shí)補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)圖。所述裝置包括:群時(shí)延建模單元10、群時(shí)延變換單元20及群延時(shí)補(bǔ)償單元30,所述群時(shí)延建模單元10用于對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進(jìn)行群延時(shí)特性的測試及根據(jù)測試結(jié)果計(jì)算得到所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型;所述群時(shí)延變換單元20用于對所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型進(jìn)行希爾伯特變換得到衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型,其中,所述衛(wèi)星均衡器的群時(shí)延與衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延相反;所述群延時(shí)補(bǔ)償單元30用于將經(jīng)過衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的衛(wèi)星信號(hào)通過所述 衛(wèi)星均衡器進(jìn)行群延時(shí)補(bǔ)償。

其中,所述群時(shí)延建模單元10進(jìn)一步包括:

群延時(shí)測試子單元101,用于根據(jù)衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的帶寬對衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)各個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行群延時(shí)特性的測試;

群延時(shí)圖形生成子單元102,用于根據(jù)測試結(jié)果生成衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群延時(shí)圖形;

曲線擬合子單元103,用于根據(jù)所述群延時(shí)圖形進(jìn)行擬合數(shù)值曲線,得到衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型。

另,所述衛(wèi)星均衡器為全通濾波器,本實(shí)施例中,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為拋物線類型,所述衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的群時(shí)延數(shù)學(xué)模型為TWTAGD=w2/2,所述全通濾波器模型為

應(yīng)該注意的是,如上所述的本公開的各種實(shí)施例通常在一定程度上涉及輸入數(shù)據(jù)的處理和輸出數(shù)據(jù)的生成。此輸入數(shù)據(jù)處理和輸出數(shù)據(jù)生成可在硬件或者與硬件結(jié)合的軟件中實(shí)現(xiàn)。例如,可在移動(dòng)裝置或者相似或相關(guān)的電路中采用特定電子組件以用于實(shí)現(xiàn)與如上所述本公開的各種實(shí)施例關(guān)聯(lián)的功能。另選地,依據(jù)所存儲(chǔ)的指令來操作的一個(gè)或更多個(gè)處理器可實(shí)現(xiàn)與如上所述本公開的各種實(shí)施例關(guān)聯(lián)的功能。如果是這樣,則這些指令可被存儲(chǔ)在一個(gè)或更多個(gè)非暫時(shí)性處理器可讀介質(zhì)上,這是在本公開的范圍內(nèi)。處理器可讀介質(zhì)的示例包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。另外,用于實(shí)現(xiàn)本公開的功能計(jì)算機(jī)程序、指令和指令段可由本公開所屬領(lǐng)域的程序員容易地解釋。

盡管已參照本公開的各種實(shí)施例示出并描述了本公開,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解,在不脫離由所附權(quán)利要求及其等同物限定的本公開的精神和范圍的情況下,可對其進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。

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