一种基于功率多址的信道解调方法、装置和系统

技术领域

本发明属于卫星通信领域，具体涉及一种基于功率多址的信道解调方法、装置和系统。

背景技术

随着卫星通信技术的发展，通信卫星一方面采用的频段越来越高，从以前的C波段提升至Ku波段甚至是Ka波段；另一方面通信卫星的容量越来越大，吞吐量从GB为单位提升至以TB为单位。与此同时，一些老的透明转发卫星由于其设计寿命高达15年以上，仍然在轨服役，不但占据着优良轨位资源还占据着优质的频谱资源。

使用透明转发器载荷的卫星通信应用系统多采用TDM/MF-TDMA体制，也就是反向链路采用的是多频时分多址技术。在NCC为每个在线端站分配不同时隙作为其上行用户链路信道的情况下，一定会要求端站按照全网唯一的时间基准定时发射信号。由于多用户的信号在时间域是相互独立的，所以信号间不构成干扰。中央控制站通过对接收信号的按时间顺序进行解调，可依次得到位于不同时隙中的解调数据。

然而，由于轨位资源和频谱资源优先，现有的多频时分多址技术数据处理能力较弱，使得资源利用率较低。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于功率多址的信道解调方法、装置和系统。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种基于功率多址的信道解调方法，应用于中央控制站，包括：

S1、梳理在线端站情况，以找出位于同一波束下的至少两个在线端站；

S2、对所述至少两个端站进行资源重配，使得每个端站链路均采用相同的载波与时隙进行上行发射，并使得每个端站的参考信号的能量或平均功率均不相同；

S3、接收叠加信号，其中所述叠加信号为每个端站的发射信号在空中叠加而成，且所述叠加信号包括至少两个不同能量或平均功率的参考信号；

S4、根据所述参考信号对所述叠加信号进行解调得到对应于每个所述参考信号的解调数据。

在一个具体实施方式中，当所述端站为两个时，所述步骤S4具体，包括：

S41、对所述叠加信号中不同的参考信号进行信号强弱估计；

S42、对所述不同的参考信号中信号强度较大的参考信号进行信道估计并对所述叠加信号进行解调，得到该信号强度较大的参考信号对应的端站数据；

S43、对该信号强度较大的参考信号对应的端站数据进行重构得到第一重构信号；

S44、消除所述叠加信号中的第一重构信号得到消除信号；

S45、根据信号强度较小的参考信号对所述消除信号进行解调，得到该信号强度较小的参考信号对应的端站数据。

在一个具体实施方式中，所述步骤S45之后，还包括：

S46、判断是否达到预设迭代门限，若是，则对对应于每个所述参考信号的解调数据分别进行解码；

若否，则，

S47、对该信号强度较小的参考信号对应的端站数据进行重构得到第二重构信号；

S48、消除所述叠加信号中的第二重构信号得到迭代第一重构信号；

S49、对所述迭代第一重构信号进行解调后依次执行S43-S45。

本发明同时提供一种基于功率多址的信道解调装置，应用于中央控制站，包括：

搜索模块，用于梳理在线端站情况，以找出位于同一波束下的至少两个在线端站；

资源重配模块，用于对所述至少两个端站进行资源重配，使得每个端站链路均采用相同的载波与时隙进行上行发射，并使得每个端站的参考信号的能量或平均功率均不相同；

叠加信号接收模块，用于接收叠加信号，其中所述叠加信号为每个端站的发射信号在空中叠加而成，且所述叠加信号包括至少两个不同能量或平均功率的参考信号；

解调模块，用于根据所述参考信号对所述叠加信号进行解调得到对应于每个所述参考信号的解调数据。

在一个具体实施方式中，当所述端站为两个时，所述解调模块具体包括：

信号估计单元，用于对所述叠加信号中不同的参考信号进行信号强弱估计；

第一信号解调单元，用于对所述不同的参考信号中信号强度较大的参考信号进行信道估计并对所述叠加信号进行解调，得到该信号强度较大的参考信号对应的端站数据；

第一重构模块，用于对该信号强度较大的参考信号对应的端站数据进行重构得到第一重构信号；

第一叠加信号消除模块，用于消除所述叠加信号中的第一重构信号得到消除信号；

第二信号解调单元，用于根据信号强度较小的参考信号对所述消除信号进行解调，得到该信号强度较小的参考信号对应的端站数据。

在一个具体实施方式中，还包括：

迭代判断模块，用于判断当达到预设迭代门限时，对对应于每个所述参考信号的解调数据分别进行解码；或者判断当未达到预设迭代门限时，将所述第二信号解调单元的输出数据发送至第二重构模块；

所述第二重构模块，用于对所述第二信号解调单元的输出数据进行重构得到第二重构信号；

第二叠加信号消除模块，用于消除所述叠加信号中的第二重构信号得到迭代第一重构信号；

第三解调模块，用于对所述迭代第一重构信号进行解调后输出至第一重构模块。

本发明同时提供一种基于功率多址的信道解调系统，包括中央控制器、第一端站、第二端站；所述中央控制器对第一端站和第二端站发送的信号进行处理时，执行上述的基于功率多址的信道解调方法的步骤。

本发明的有益效果：

1、本发明的基于功率多址的信道解调方法能够同一时刻接收多路上行数据，使得用户链路上行容量翻倍，提高了频谱利用率；

2、本发明的基于功率多址的信道解调方法在对多路信号进行解调时，信号强弱估计的办法，先解信号强度大的信号，确保解调性能不会大幅下降；

3、本发明的基于功率多址的信道解调方法通过迭代干扰消除方法进一步降低了两路信号的解调误码率；

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调方法流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调方法S4步骤示意图；

图3是本发明实施例提供的另一种基于功率多址的信道解调方法流程示意图；

图4是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调装置模块框图；

图5是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调装置的解调模块框图；

图6是本发明实施例提供的另一种基于功率多址的信道解调装置模块框图；

图7是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调方法流程示意图，该方法包括：

S1、梳理在线端站情况，以找出位于同一波束下的至少两个在线端站；

本实施例以获取到两个端站进行举例，即端站A和端站B，中央控制站梳理在线端站情况，找出位于同一波束下的两个在线端站A和端站B。

S2、对所述至少两个端站进行资源重配，使得每个端站链路均采用相同的载波与时隙进行上行发射，并使得每个端站的参考信号的能量或平均功率均不相同；

对在线端站A和端站B进行资源重配的过程为，中央控制站分别向端站A和端站B发送控制信令，该控制信令中包括资源重配命令，端站A和端站B根据该资源重配命令进行资源重配，由于到保证端站A和端站B发送的信号能够进行叠加，因此需要保证端站A和端站B的上行用户链路频率(载波)、时隙配置为相同资源，由于后续需要对端站A和端站B进行解调，因此通过将参考信号配置为不同，使得能够对两路信号进行区分，例如将端站A的参考信号配置为s1、将端站B的参考信号配置为s2。

在具体实施中，端站A和端站B采用上述资源配置进行信号发射，例如发射信号分别表示为f1和f2，由于上行用户链路频率(载波)、时隙配置为相同资源，因此两路信号f1和f2会在空中进行叠加，并在中心控制站接收时形成叠加信号f’，该叠加信号包括至少两个不同能量或平均功率的参考信号s1和s2。

S3、中心控制站接收该叠加信号f’，并根据所述参考信号s1和s2对所述叠加信号f’进行解调得到对应于每个所述参考信号的解调数据。

其具体的解调过程请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调方法S4步骤示意图，包括：

S41、对所述叠加信号中不同的参考信号进行信号强弱估计；

S42、对所述不同的参考信号中信号强度较大的参考信号进行信道估计并对所述叠加信号进行解调，得到该信号强度较大的参考信号对应的端站数据；

具体的，利用参考信号s1和s2对叠加信号f’中参考信号部分进行能量或平均功率估计，例如参考信号s1在叠加信号f’中表示为s1’，参考信号s2在叠加信号f’中表示为s2’。如果接收到的s1’的信号强度大于接收到的s2’的信号强度，则使用s1进行信道估计并对叠加信号f’进行解调，得到端站A数据t1。如果接收到的s2’的信号强度大于接收到的s1’的信号强度，则使用s2进行信道估计并对叠加信号f’进行解调，得到端站A数据t1。

S43、对该信号强度较大的参考信号对应的端站数据进行重构得到第一重构信号；

本实施例以s1’的信号强度大于接收到的s2’的信号强度举例说明，在得到端站A数据t1后，利用端站A数据t1进行重构，得到第一重构信号f1’。

S44、消除所述叠加信号中的第一重构信号得到消除信号；即，将叠加信号f’与第一重构信号f1’进行相减，得到消除信号f2’。

S45、根据信号强度较小的参考信号对所述消除信号进行解调，得到该信号强度较小的参考信号对应的端站数据。即利用s2做信道估计，对消除信号f2’进行解调就能够得到端站B数据t2。

如果s2’的信号强度大于接收到的s1’的信号强度，则解调过程与上述方案类似，在此不再赘述。

为了进一步降低两路信号的解调误码率，本实施例还通过迭代的方式提升算法的性能。

具体的，请参见图3，所述步骤S45之后，还包括：

S46、判断是否达到预设迭代门限，若是，则对对应于每个所述参考信号的解调数据分别进行解码；

若否，则，

S47、对该信号强度较小的参考信号对应的端站数据进行重构得到第二重构信号；

由于在步骤S45中得到了端站B数据t2，此时，对端站B数据t2进行重构，得到第二重构信号f2”。

S48、消除所述叠加信号中的第二重构信号得到迭代第一重构信号；按照上述同样的方式，将叠加信号f’与第二重构信号f2”进行相减，得到迭代第一重构信号f1”。

S49、对所述迭代第一重构信号进行解调后依次执行S43-S45，在执行完一次迭代之后，再次进行判断是否满足迭代门限要求，若不满足，继续执行上述迭代，知道满足迭代要求后，对最终生成的端站A数据t1和端站B数据t2进行解码。

值得一提的是，本实施例的功率多址方法可以适用于基于时分多址的功率多址以及基于频分多址的功率多址，可以根据具体的使用场景进行对应设计。

实施例二

请参见图4，图4是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调装置模块框图，应用于中央控制站，包括：

搜索模块1，用于梳理在线端站情况，以找出位于同一波束下的至少两个在线端站；

资源重配模块2，用于对所述至少两个端站进行资源重配，使得每个端站链路均采用相同的载波与时隙进行上行发射，并使得每个端站的参考信号的能量或平均功率均不相同；

叠加信号接收模块3，用于接收叠加信号，其中所述叠加信号为每个端站的发射信号在空中叠加而成，且所述叠加信号包括至少两个不同能量或平均功率的参考信号；

解调模块4，用于根据所述参考信号对所述叠加信号进行解调得到对应于每个所述参考信号的解调数据。

在一个具体实施方式中，请继续参见图5，当所述端站为两个时，所述解调模块具体包括：

信号估计单元41，用于对所述叠加信号中不同的参考信号进行信号强弱估计；

第一信号解调单元42，用于对所述不同的参考信号中信号强度较大的参考信号进行信道估计并对所述叠加信号进行解调，得到该信号强度较大的参考信号对应的端站数据；

第一重构模块43，用于对该信号强度较大的参考信号对应的端站数据进行重构得到第一重构信号；

第一叠加信号消除模块44，用于消除所述叠加信号中的第一重构信号得到消除信号；

第二信号解调单元45，用于根据信号强度较小的参考信号对所述消除信号进行解调，得到该信号强度较小的参考信号对应的端站数据。

为了进一步降低两路信号的解调误码率，本实施例还通过迭代的方式提升算法的性能。

具体的，请参见图6，还包括：

迭代判断模块46，用于判断当达到预设迭代门限时，对对应于每个所述参考信号的解调数据分别进行解码；或者判断当未达到预设迭代门限时，将所述第二信号解调单元的输出数据发送至第二重构模块；

所述第二重构模块47，用于对所述第二信号解调单元45的输出数据进行重构得到第二重构信号；

第二叠加信号消除模块48，用于消除所述叠加信号中的第二重构信号得到迭代第一重构信号；

第三解调模块49，用于对所述迭代第一重构信号进行解调后输出至第一重构模块43。

请参见图7，图7是本发明实施例提供的一种基于功率多址的信道解调系统示意图，该系统包括中央控制器、第一端站、第二端站；所述中央控制器对第一端站和第二端站发送的信号进行处理时，执行上述实施例一的基于功率多址的信道解调方法的步骤。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。