一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112636798A(43)申请公布日2021.04.09(21)申请号202011580218.0H04B7/08(2006.01)(22)申请日2020.12.28H04L27/26(2006.01)(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号申请人中国电子科技集团公司第五十四研究所(72)发明人陈翔刘允郭志恒宋瑞良聂俊楠李捷彭福洲(74)专利代理机构深圳市创富知识产权代理有限公司44367代理人高冰(51)Int.Cl.H04B7/0413(2017.01)H04B7/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法(57)摘要本发明公开了一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，该方法包括：基于发射端对需要发送的不同符号做OFDM变换，得到对应OFDM符号；各天线对同一个OFDM符号按预设规则循环样点，得到循环位移形式；将循环位移形式加入循环前缀，得到MMDM空时编码矩阵；将MMDM空时编码矩阵结合低轨卫星多天线系统发送不同延迟的相同卫星信号；接收信号并对具有不同延迟的相同卫星信号进行分离，得到各条路径的信号；对各条路径的信号进行多普勒频移和时延的估计与补偿，解调得到所有的卫星信号。本发明解决了传统低轨星座通信中MIMO系统由于信道矩阵缺秩导致的信道容量下降问题。本发明作为一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，可广泛应用于无线通信技术领域。CN112636798ACN112636798A权利要求书1/2页1.一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，包括以下步骤：基于发射端对需要发送的不同符号做OFDM变换，得到对应OFDM符号；各天线对同一个OFDM符号按预设规则循环样点，得到循环位移形式；将循环位移形式加入循环前缀，得到MMDM空时编码矩阵；将MMDM空时编码矩阵结合低轨卫星多天线系统发送不同延迟的相同卫星信号；接收信号并对具有不同延迟的相同卫星信号进行分离，得到各条路径的信号；对各条路径的信号进行多普勒频移和时延的估计与补偿，解调得到所有的卫星信号。2.根据权利要求1所述一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，所述基于发射端对需要发送的不同符号做OFDM变换，得到对应OFDM符号这一步骤，其具体包括：预设系统参数，包括卫星总数量为P，码字序列长度为N，每颗卫星所发送的相同数据up[k]，p＝1，2，...，P；k＝0，1，...，N‑1，码字序列符号位X0，X1，...，XN‑1，发送天线数量为L，循环前缀长度为G，且要求G＞L；基于离散傅里叶逆变换将码字序列调制到子载波上，得到OFDM符号。3.根据权利要求2所述一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，所述OFDM符号的表达式如下：上式中，Xk表示频域码字序列符号第k位，xn表示时域码字序列符号第n位，e表示自然指数其中j表示复数，k、n为下表索引，k、n＝0，1，2，...，N‑1。4.根据权利要求3所述一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，所述各天线对同一个OFDM符号按预设规则循环样点，得到循环位移形式，表达式如下：上式中，n＝1，2，...，nL表示天线序号。5.根据权利要求4所述一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，所述将循环位移形式加入循环前缀，得到MMDM空时编码矩阵这一步骤具体为添加长度为G＞L的循环前缀，得到MDDM技术的空时编码矩阵，其中最大天线时延为L‑1，前G列为循环保护间隔，后N列为数据块，表达式如下：。6.根据权利要求5所述一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，所述接收信号并对具有不同延迟的相同卫星信号进行分离，得到各条路径的信号这一步骤，其具体包括：2CN112636798A权利要求书2/2页获取接收信号并对接收信号进行FFT变换，得到CFO信道环境下信号；基于子载波平均的盲波束成型器对CFO信道环境下信号进行路径信号抽取，得到各条路径的信号。7.根据权利要求6所述一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，对接收信号进行FFT变换的表达式如下：上式中，表示卫星p在频域由于多普勒频移导致的ICI系数，zP[m]表示接收端在第m个符号位时刻接收到的由总共P颗卫星发送的信号的叠加，w[k]表示高斯加性白噪声，k为索引，表示第k个。8.根据权利要求7所述一种面向低轨星座通信的信号发送与接收方法，其特征在于，所述对各条路径的信号进行多普勒频移和时延的估计与补偿，解调得到所有的卫星信号这一步骤，其具体包括：基于多普勒频移估计算法估算各条路径的信号的多普勒频移，并进行逐路径频域补