卫星通信的数据信号传输方法技术

本发明专利技术提供了一种卫星通信的上行数据信号传输方法，包括步骤：根据数据信号的上行传输速率，形成标准速率的VCDU数据单元；通过扰码生成函数对每个VCDU数据单元的数据信号进行卷积加扰；采用卷积码对加扰后的数据信号进行卷积编码；将卷积编码后的数据信号生成信道帧，并对信道帧进行扩频编码；对扩频编码后的扩频码流进行脉冲调制，生成脉冲数据信号；通过上行信道对脉冲数据信号进行上行传输。本发明专利技术兼顾提升系统容量和降低信号处理复杂之间的平衡，不但能够保证通信指令，有效提高了系统的通信容量，还可以合理选择通信频率，降低各系统间的干扰影响。

Data signal transmission method of satellite communication

【技术实现步骤摘要】
卫星通信的数据信号传输方法
本专利技术涉及卫星通信
，特别涉及一种卫星通信的数据信号传输方法。
技术介绍
卫星通信就是以卫星为中继器，实现地面远距离通信的一种通信方式。卫星通信系统较陆地通信系统而言具有信号覆盖区域广、通信距离远、可利用频带宽、通信容量大和通信线路稳定等优点，得到了广泛应用。目前卫星通信因频谱资源限制，一般单独采用FDMA(频分多址)制式，从而增加可用码道数。但是FDMA制式有一些额外开销：1)应对发射信号谱密度超标的射频设计；2)采用高阶数字滤波器，以抑制邻道干扰；3)抗干扰能力低，地面采用应答模式的开销；4)频偏较大，快速捕获的数字信号处理复杂；5)需要较为复杂的星上信道管理。而且单独采用FDMA制式，尽管潜在容量增加一倍，但是面临如下问题：1.发射功率谱密度显著超标，终端认证及进一步应用和推广困难；2.几乎没有抗干扰能力，VHF频段上不能保证可靠通信；3.星上的处理能力没有显著降低，还面临较为复杂的星上信道管理。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种卫星通信的数据信号传输方法，用于卫星通信系统中的数据信号进行上行传输或下行传输，通过采用FDMA(频分多址)加CDMA(码分多址)的混合通信制式的卫星通信系统，兼顾提升系统容量和降低信号处理复杂之间的平衡，可用于中、低轨卫星与地面之间进行通信的无线装置，不但能够保证通信指令，有效提高了系统的通信容量，还可以合理选择通信频率，降低各系统间的干扰影响。本专利技术采用的技术方案为，一种卫星通信的上行数据信号传输方法，包括步骤：根据数据信号的上行传输速率，形成标准速率的VCDU数据单元；通过扰码生成函数对每个VCDU数据单元的数据信号进行卷积加扰；采用卷积码对加扰后的数据信号进行卷积编码；将卷积编码后的数据信号生成信道帧，并对信道帧进行扩频编码；对扩频编码后的扩频码流进行脉冲调制，生成脉冲数据信号；通过上行信道对脉冲数据信号进行上行传输。优选的，所述上行信道的多址方式采用频分多址-时分多址-码分多址模式，将对应的上行带宽划分为12个频分信道，每个频分信道划分为8个码分信道；所述码分多址还包括采用直接序列扩频模式对所述码分信道进行扩频。优选的，所述数据信号包括：小于等于208bps速率的上行数据信号，对应生成标准速率为208bps的VCDU数据单元；或小于等于832bps速率的上行数据信号，对应生成标准速率为832bps的VCDU数据单元。优选的，数据信号的上行传输速率小于等于832bps时，还包括：在卷积加扰步骤后，对加扰后的数据信号进行RS编码。优选的，所述脉冲调制包括：对标准速率为208bps的扩频码流进行DBPSK脉冲调制；或对标准速率为832bps的扩频码流进行DPSK脉冲调制。本专利技术还提供了一种卫星通信的下行数据信号传输方法，包括步骤：根据数据信号的下行传输速率，形成标准速率的VCDU数据单元；通过扰码生成函数对每个VCDU数据单元的数据信号进行卷积加扰；采用卷积码对加扰后的数据信号进行卷积编码；将卷积编码后的数据信号生成信道帧，并对信道帧进行扩频编码；对扩频编码后的扩频码流进行脉冲调制，生成脉冲数据信号；通过下行信道对脉冲数据信号进行下行传输。优选的，所述下行信道的多址方式采用时分复用-直接序列扩频模式。优选的，所述数据信号包括：小于等于208bps速率的下行数据信号，对应生成标准速率为208bps的VCDU数据单元；或小于等于1152bps速率的下行数据信号，对应生成标准速率为1152bps的VCDU数据单元。优选的，数据信号的下行传输速率小于等于1152bps时，还包括：在卷积加扰步骤后，对加扰后的数据信号进行RS编码。优选的，所述脉冲调制包括：对标准速率为208bps的扩频码流进行DBPSK脉冲调制；或对标准速率为1152bps的扩频码流进行DPSK脉冲调制。优选的，所述扰码生成函数通过采用循环移位寄存器实现。优选的，所述扩频编码包括：通过Gold扩频码，对信道帧进行扩频编码，将帧转换为码片，形成扩频码流。附图说明图1为本专利技术上行链路信道划分的原理图；图2为本专利技术上行链路对208bps速率的上行数据信号的处理流程图；图3为本专利技术上行链路对832bps速率的上行数据信号的处理流程图；图4为本专利技术下行链路信道划分的原理图；图5为本专利技术下行链路对208bps速率的下行数据信号的处理流程图；图6为本专利技术下行链路对1152bps速率的下行数据信号的处理流程图；图7为本专利技术帧结构及时隙划分的原理图。具体实施方式下面参照如图1-图7对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。本专利技术实施例提供了一种卫星通信的数据信号传输方法，该方法应用于卫星载荷系统和地面终端之间的上行链路和下行链路，用于进出数据信号的上行传输或下行传输；如图1所示，所述上行链路采用频分多址(FDMA)-时分多址(TDMA)-码分多址(CDMA)的多址方式，占用240MHz至243MHz的VHF(甚高频)频段，将上行3MHz带宽划分为12个250KHz的频分信道，每个频分信道包含8个码分信道，并且，码分多址(CDMA)还包括采用直接序列扩频(DSSS)模式对码分信道进行扩频，多个终端用户使用扩频码分信道，按照时隙ALHOA方式，进行上行数据信号的突发性传输；其中，该上行链路还包括位于终端用户设备中的信号处理装置，例如DSP芯片或FPGA芯片，支持对208bps和832bps两种速率的上行数据信号进行处理；如图2所示，对传输速率小于等于208bps的上行数据信号，处理步骤如下：201：对小于等于208bps的用户数据信号进行处理，形成同等标准速率即208bps的VCDU(虚拟信道数据单元)数据单元；202：对每个VCDU数据单元的输入数据信号通过扰码生成函数H(x)＝x8+x7+x5+x3+1进行卷积加扰，形成加扰后的208bit数据单元和8bit的卷积尾比特，共计216bit；本步骤中，卷积加扰的目的是对每个VCDU数据单元的数据进行加密，上述扰码生成函数的实现，即扰码的产生采用循环移位寄存器实现；203：经过加扰后的216bit进行卷积码卷积运算，卷积码形式为(n，k，L)，分别对应输出比特数、输入比特数、约束长度，这里采用的卷积码为(4,3,7),编码后形成288bit的VCDU数据单元，添加32bit同步头、16bit的处理延时保护和4bit的星地同步保护，其中4bit星地同步保护对应保护时间为11秒，共计340bit；本步骤中，卷积编码的目的是，数字信号在无线信道中传输时，由于信道自身条件特性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星通信的上行数据信号传输方法，其特征在于，包括步骤：/n根据数据信号的上行传输速率，形成标准速率的VCDU数据单元；/n通过扰码生成函数对每个VCDU数据单元的数据信号进行卷积加扰；/n采用卷积码对加扰后的数据信号进行卷积编码；/n将卷积编码后的数据信号生成信道帧，并对信道帧进行扩频编码；/n对扩频编码后的扩频码流进行脉冲调制，生成脉冲数据信号；/n通过上行信道对脉冲数据信号进行上行传输。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星通信的上行数据信号传输方法，其特征在于，包括步骤：
根据数据信号的上行传输速率，形成标准速率的VCDU数据单元；
通过扰码生成函数对每个VCDU数据单元的数据信号进行卷积加扰；
采用卷积码对加扰后的数据信号进行卷积编码；
将卷积编码后的数据信号生成信道帧，并对信道帧进行扩频编码；
对扩频编码后的扩频码流进行脉冲调制，生成脉冲数据信号；
通过上行信道对脉冲数据信号进行上行传输。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上行信道的多址方式采用频分多址-时分多址-码分多址模式，将对应的上行带宽划分为12个频分信道，每个频分信道划分为8个码分信道；
所述码分多址还包括采用直接序列扩频模式对所述码分信道进行扩频。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据信号包括：
小于等于208bps速率的上行数据信号，对应生成标准速率为208bps的VCDU数据单元；或
小于等于832bps速率的上行数据信号，对应生成标准速率为832bps的VCDU数据单元。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，数据信号的上行传输速率小于等于832bps时，还包括：
在卷积加扰步骤后，对加扰后的数据信号进行RS编码。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述脉冲调制包括：
对标准速率为208bps的扩频码流进行DBPSK脉冲调制；或
对标准速率为832bps的扩频码流进行DPSK脉冲调制。


6.一种卫星通信的下行数据信号传输方法，其特征在于，包括步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈洁，吕强，孙谦，朱莲枝，刘涛，宋博，
申请(专利权)人：北京国电高科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11