【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于深空探测、卫星通信、无线通信，涉及一种基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法及系统。
技术介绍
1、在深空探测、卫星通信、无线通信等领域，由于目标距离地面站十分遥远，在目标与地面站之间的信号传输面临巨大的传输路径损耗，这对通信系统提出了非常苛刻的性能要求。现阶段，向深空目标或卫星传输信号的任务一般由大口径天线来完成，天线口径越大，通信性能越好，然而通过继续增加天线口径来提升性能已十分困难。
2、与下行组阵技术相比，上行组阵技术必须解决地面站发射机相位调整的问题，通过在地面站进行相位补偿，使上行信号能够在目标处实现同相叠加，目前多采用开环校准法。
3、开环校准法典型代表为基于甚长基线干涉测量技术(very long baselineinterferometry，vlbi)的上行组阵校准技术，如图1所示，地面站由vlbi接收机与发射机组成，分为三种工作模式：模式1为观测模式，使用vlbi接收机接收下行信号；模式2为发射通道校准模式，地面站发射机发射信号，vlbi接收机接收信号；模式3为上行工作模式，使用发射机发射上行信号。其缺点主要体现在以下方面：(1)需要目标与地面站之间的密切配合。如：在vlbi校准技术中，为了获取各地面站的地理位置信息，目标向地面各站点发射下行参考信号，地面各站点接收参考信号并计算参考信号到达各站点时延差。在参考信号发射并被地面站接收的过程中，为了确保信号能够被准确无误地捕获与识别，空地通信双方需要知晓信号载波频率、码元速率、信号波形等先验信息。(2)需要以专门设计的参考信号
4、开环校准法的另外一种典型为载波相位并行校准法，主要是利用伪随机序列区分不同地面站发射的信号，如图2所示。其缺点主要体现在以下方面：(1)地面站发射的上行信号必须是调制有不同伪随机序列的信号。如：在载波相位并行校准法中，为了能在目标处分离各路上行信号，上行信号必须是调制有不同伪随机序列的信号，使用其他非正交信号无法实现信号的分离。并且为了使目标能够准确无误地接收地面站发射的信号，空地之间需要密切配合，双方均要知晓信号先验信息。(2)目标需要具备接收处理参考信号的功能，这对目标提出了更高的性能要求。如：在载波相位并行校准法中，地面站发射调制有不同伪随机序列的上行参考信号，目标接收到各路混叠而成的信号，利用伪随机序列良好的正交性能分离出各路信号，并求取相位差。在此过程中，区别于普通的接收转发功能，目标必须具备分离信号，求取相位差的能力，对于目标提出了更高的性能要求。(3)目标计算出各上行信号相位后需要设计一个空地通信系统完成相位信息的传递。如：在载波相位并行校准法中，在深空中，目标成功分离各上行信号并精确计算出各路信号相位差之后，要将结果准确无误地反馈至地面站，以便进行相位补偿操作。为了确保相位信息精确无误地传输至地面，必须构建一个专门传递相位信息的通信系统，该系统与常规的空地通信系统相独立。此通信系统必须确保目标发出的相位信息广播信号能被所有地面站准确无误地接收，任何误差都将影响相位标准的精确度。(4)为了实现信号分离需要牺牲功率发射伪随机序列。如：在载波相位并行校准法中，伪随机序列不携带任何有用信息，但是为了实现各路上行信号在目标处的分离，必须周期性发射调制有伪随机序列的参考信号，这导致本应传输有用信息的信道传输了伪随机序列，导致功率的浪费。
5、综上所述，两种方法存在的缺点主要有：(1)对于空地配合要求高；(2)对于处理硬件，处理能力要求高；(3)环境适应性差；(4)校准设备、校准流程复杂；(5).应用范围有限。
技术实现思路
1、本专利技术针对上述开环校准法存在的技术问题，提供一种基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法及系统，使用锁相环自动对上行信号相位进行校准，有效的克服了开环校正法中流程复杂，限制条件多，灵活性低的缺点，使得上行信号相位能够随信道、地面站变化而自动变化，且不需要发射专门的参考信号。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法，包括以下步骤：
4、s1：地面站发射初始上行信号；
5、s2：目标接收上行信号并叠加形成混叠信号，目标把混叠信号转发到地面站；
6、s3：地面站锁相环根据混叠信号进行上行信号相位调整。
7、上述技术方案中所述步骤s3具体包括：
8、s301：乘法器计算混叠信号与压控振荡器的其中一路输出信号的误差信号；
9、s302：误差信号经过低通滤波器滤除高频分量后进入相位误差检测器得到瞬时相位误差信号；
10、s303：瞬时相位误差信号通过环路滤波器再次滤除高频分量后进入压控振荡器并输出信号；所述压控振荡器输出信号分为两路，一路作为地面站发射信号上行至目标，另一路反馈至环路输入端与混叠信号计算误差信号；
11、s304：环路跟随输入参考信号的变化而不断调整，最终完成环路锁定，各路上行信号在目标处同相叠加。
12、上述技术方案中所述步骤s301具体包括：
13、将目标接收到的混叠信号分成两路送入乘法器，两路混叠信号分别与压控振荡器的其中一路输出信号的同相支路信号和正交支路信号相乘，得到同相支路的误差信号和正交支路的误差信号。
14、第二方面，本专利技术还提供一种基于锁相环控制的上行链路组阵传输系统，包括：多个地面站和一个目标，每个所述地面站设置锁相电路，所述锁相电路中包括两个乘法器、低通滤波器、相位误差检测器、环路滤波器和压控振荡器；
15、两个乘法器用于计算混叠信号与压控振荡器的其中一路输出信号的误差信号；
16、低通滤波器用于滤除误差信号中的高频分量；
17、相位误差检测器用于得到瞬时相位误差信号；
18、环路滤波器用于滤除瞬时相位误差信号中的高频分量；
19、压控振荡器用于输出信号。
20、上述技术方案中其中一个所述乘法器用于将其本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法，其特征在于，所述步骤S301具体包括：
4.实现权利要求1~3任一项所述的基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法的上行链路组阵传输系统，包括：多个地面站和一个目标，其特征在于，每个所述地面站设置锁相电路，所述锁相电路中包括两个乘法器、低通滤波器、相位误差检测器、环路滤波器和压控振荡器；
5.根据权利要求4所述的上行链路组阵传输系统，其特征在于，其中一个所述乘法器用于将其中一路混叠信号与压控振荡器的其中一路输出信号的同相支路信号相乘得到同相支路的误差信号，另一个所述乘法器用于将另一路混叠信号与压控振荡器的其中一路输出信号的正交支路信号相乘得到正交支路的误差信号。
6.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述处理器和所述存储器通过总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的
7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~3任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法，其特征在于，所述步骤s3具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法，其特征在于，所述步骤s301具体包括：
4.实现权利要求1~3任一项所述的基于锁相环控制的上行链路组阵传输方法的上行链路组阵传输系统，包括：多个地面站和一个目标，其特征在于，每个所述地面站设置锁相电路，所述锁相电路中包括两个乘法器、低通滤波器、相位误差检测器、环路滤波器和压控振荡器；
5.根据权利要求4所述的上行链路组阵传...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡赟鹏，沈智翔，吴京，姚祥文，朱兆瑞，刘广怡，宋涛，杜嘉薇，
申请(专利权)人：中国人民解放军网络空间部队信息工程大学，
类型：发明
国别省市：
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