CN2687956Y - 高速移动卫星通信中的多谱勒频移校正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高速移动卫星通信中的多谱勒频移校正装置，它涉及通信领域中对通信信号的多谱勒频移校正。它由动态信号模拟源、导频接收机、移动终端和双工器等部件组成。它利用海事卫星作为传输手段，利用高速移动卫星通信终端的轨道根数计算真实的移动终端在轨高速运动产生的多谱勒频移；采用谱估计的方法提取多谱勒频移并通过对移动终端的改造加以校正，从而使移动终端在高速移动的情况下仍然可以利用海事卫星信道达到正常通信的目的。本实用新型还具有通信覆盖面广，通信持续时间长，应用方便，集成化程度高，体积小，重量轻，成本低等特点，特别适用于高速移动卫星通信中的数据传输。

Description

高速移动卫星通信中的多谱勒频移校正装置

技术领域

本实用新型涉及通信领域中的一种高速移动卫星通信中的多谱勒频移校正装置，特别适用于高速移动卫星通信中的数据传输。

背景技术

目前使用的高速移动卫星通信***的通信覆盖面较窄，建立通信中继站数目多，通信持续时间短，无法进行长时间连续的数据传输，并且通信设备成本高。

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种通信覆盖面广、通信持续时间长的高速移动卫星通信中的多谱勒频移校正装置。并且本实用新型具有集成化程度高，体积小，重量轻，应用方便，成本低等特点。

本实用新型的目的是这样实现的：它由动态信号模拟源1、导频接收机2、移动终端3、双工器4、天线5及电源11组成。动态信号模拟源1由仿真计算机6和变频器7构成。其中仿真计算机6数据信号输出端口1与变频器7数据信号输入端口1连接，变频器7射频信号出入端口2与双工器4射频信号出入端口2连接，变频器7射频信号输出端口3与导频接收机2射频信号输入端口1连接，导频接收机2输出端口2与移动终端3本振参考信号输入端口2连接，移动终端3射频信号出入端口1与双工器4射频信号出入端口3连接，双工器4射频信号出入端口1与天线5射频信号出入端口连接，电源11出端+V电压端与各部件相应电源端并接。

本实用新型的目的还可以通过以下措施达到：

本实用新型动态信号模拟源1中仿真计算机6由PC微机8构成，变频器7由变频链路模块9构成，导频接收机2由谱估计模块10构成，PC微机8数据线输出端A1和A2脚分别与变频链路模块9数据线输入端C1和C2脚连接，变频链路模块9射频信号出入端A1、A2、B1和B2脚分别与双工器4射频信号出入端A2、A3、B1和B2脚连接，变频链路模块9射频信号输出端D脚与谱估计模块10射频信号输入端A脚连接，谱估计模块10输出端B1脚和B2脚分别与移动终端3本振参考源输入端B1脚和B2脚连接，移动终端3射频信号出入端A脚与双工器4射频信号出入端B3脚连接，双工器4射频信号出入端A1脚与天线5射频信号出入端K脚连接，变频链路模块9、谱估计模块10、移动终端3、双工器4各入端V1脚分别与电源11出端+V电压端并接，各入端V2脚分别与地端并接，PC微机8电源入端V3脚外接交流电源～V端。

本实用新型与背景技术相比有以下优点：

1.本实用新型采用动态信号模拟源1和导频接收机2通过海事卫星传输话音和数据信息，形成海事卫星移动通信***，因此，它具有通信覆盖面广、应用方便、成本低等特点。

2.本实用新型采用动态信号模拟源1，利用高速移动卫星通信终端的轨道根数实时地模拟L波段移动终端上、下行信号的多谱勒频移，为高速移动卫星通信终端提供了其在轨高速运动过程的动态信道，为***的研制创造了条件，降低了试验成本。

3.本实用新型采用导频接收机2，用谱估计的方法提取下行多谱勒频移，然后通过控制移动终端3参考频率将此频移值加入，与接收业务信道的信号多普勒频移对消，实现下行信号的多普勒频移校正；利用下行多普勒频移值，计算出上行多普勒频移值，经反相后控制终端上行参考频率，对上行业务信道的信号多普勒频移进行预校正，使到达卫星转发器的信号频率为正常值，从而实现上行信号的多普勒频移校正。通过上述多谱勒频移校正方法由移动终端3可以实现高速移动卫星通信终端至指控中心的数据传输。本实用新型所有器件均采用大规模集成电路制作，具有集成化程度高、体积小、重量轻，应用方便等特点。

附图说明

图1是本实用新型的电原理方框图。

图2是本实用新型中动态信号模拟源1和导频接收机2的电原理图。

具体实施方式

参照图1、图2，本实用新型由动态信号模拟源1、导频接收机2、移动终端3、双工器4、天线5及电源11组成。其中动态信号模拟源1由仿真计算机6和变频器7组成。由动态信号模拟源1中仿真计算机6和变频器7构成多谱勒频移信号发生器，由导频接收机2、移动终端3、双工器4和天线5构成业务信道。

本实用新型动态信号模拟源1中仿真计算机6由PC微机8构成，变频器7由变频链路模块9构成，导频接收机2由谱估计模块10构成。图2是本实用新型中仿真计算机6、变频器7和谱估计模块10的电原理图，并按图2连接线路。

图2中双工器4射频信号出入端A1脚与天线5出入端连接，射频信号输出端A2、B1脚与变频链路模块9射频信号输入端A1、B1脚连接，射频信号输入端A3、B2脚与变频链路模块9射频信号输出端A2、B2脚连接，射频信号出入端B3脚与移动终端3射频信号出入端A脚连接，双工器4其作用是分离上行信号和下行信号，分离后上、下行信号输入动态信号模拟源1中加上多谱勒频移，再经双工器4将带有多谱勒频移的上、下行信号合成一路信号输入天线5发送；变频链路模块9数据信号输入端C1、C2脚和PC微机8数据信号输出端A1、A2脚连接，射频信号输出端B3脚和谱估计模块10射频信号输入端A脚连接，变频链路模块9其作用是通过射频信号输入端B1脚从双工器4接收下行L波段射频信号，通过数据输入端C1和C2脚由PC微机8实时接收多谱勒频移，然后将将L波段的射频信号通过混频相减的方式生成一个中频信号，该射频信号再与携带多普勒频移的本振源混频相加，输出已含有多普勒频移量的射频信号，然后通过射频信号输出端B2脚经双工器4送给移动终端3，通过射频信号输出端D脚送给谱估计模块10，变频链路模块9通过射频信号输入端A1脚从双工器4接收来自移动终端3的上行L波段射频信号，然后将利用下行多普勒频移值预测出的上行多普勒频移值通过混频方式反相叠加到L波段上行信号，再通过双工器4送到天线5发射出去，与上行业务信道的信号多普勒频移对消；PC微机8其作用是利用高速移动卫星通信终端的轨道根数实时地计算其在轨高速运动产生的L波段下行信号的多谱勒频移，通过数据输出端A1和A2脚送给变频链路模块9的数据输入端C1和C2脚；谱估计模块10射频信号输入端A脚与变频链路模块9射频信号输出端D脚连接，本振参考信号输出端B1和B2脚分别与移动终端3本振参考信号输入端B1和B2脚连接，谱估计模块10其作用是采用谱估计的算法，根据海事卫星***的TDM信号提取多谱勒频移信息，然后通过控制移动终端3参考频率将此频移值加入，与接收业务信道的信号多普勒频移对消，实现下行信号的多普勒频移校正；利用下行多普勒频移值，计算出上行多普勒频移值，经反相后控制终端上行参考频率，对上行业务信道的信号进行多普勒频移预校正，使到达卫星转发器的信号为正常信号，从而实现上行信号的多普勒频移校正；移动终端3本振参考信号输入端B1和B2脚与谱估计模块10本振参考信号输出端B1和B2脚连接，射频信号出入端A脚与双工器4射频信号出入端B3脚连接，移动终端3其作用是用接收到的携带了多谱勒频移的收发本振参考频率源，去控制收发本振，再分别与上下行射频信号进行混频相减，从而对消下行业务信道的信号多普勒频移，对上行业务信道的信号进行多普勒频移预校正，使到达卫星转发器的信号为正常信号；电源11作用是提供各部件使用的直流电源，它将交流220V/50Hz市电转换成低压直流电源，输出+V电压端电压为+5V电压。实施例PC微机8采用市售通用的PC机制作，变频链路模块9采用市售通用集成变频模块制作，谱估计模块10采用市售TMS320C54集成电路器件制作，移动终端3采用海事卫星标准终端自制改造而成，双工器4采用市售通用双工器器件自制而成，天线5采用市售海事卫星标准智能化相控振天线制作，电源11采用市售通用电源模块制作。

本实用新型简要工作原理如下：动态信号模拟源1是为了模拟高速移动卫星通信终端在轨高速运动过程的动态信道，在卫星和改造后的移动终端3中间提供一个产生多普勒频移的通道。动态信号模拟源1由PC微机8和变频链路模块9组成，PC微机8的工作原理是利用高速移动卫星通信终端的轨道根数实时地计算高速移动卫星通信终端在轨高速运动产生的L波段下行信号的多谱勒频移，通过数据输出端A1和A2脚送给变频链路模块9的数据输入端C1和C2脚作为本振频率综合器的控制信号。变频链路模块9通过双工器4从天线5接收L波段下行信号，然后选择合适的本振频率将L波段的射频信号通过混频相减的方式生成一个中频信号，再与携带多普勒频移的本振频率综合器混频相加，输出已含有多普勒频移量的射频信号送给谱估计模块10。谱估计模块10的工作原理是用谱估计的方法，将海事卫星***的NCS TDM信号作为导频信号来提取下行信号的多谱勒频移，然后通过控制移动终端3参考频率源将此频移值加入，与接收业务信道的信号多普勒频移对消，实现下行信号的多普勒频移校正；利用下行信号多普勒频移值，计算出上行信号多普勒频移值，经反相后控制移动终端3上行参考频率源，对上行业务信道的信号多普勒频移进行预校正，使到达卫星转发器的信号频率为正常值，从而实现上行信号的多普勒频移校正。移动终端3的工作原理是通过本振信号输入端B1和B2脚接收谱估计模块10送来的携带了多谱勒频移的收发本振参考频率源，去控制收发本振，再分别与上下行射频信号进行混频相减，从而对消下行业务信道的信号多普勒频移，对上行业务信道的信号进行多普勒频移预校正，使到达卫星转发器的信号为正常信号。双工器4其作用是分离上行信号和下行信号，分离后上、下行信号在动态信号模拟源中加上多谱勒频移，再经双工器将带有多谱勒频移的上、下行信号合成一路信号。

本实用新型安装结构如下：把本实用新型图1、图2中的导频接收机2和变频器7内的电路模块分别安装在两块印制板上，两块印制板分别安装在两个19英寸标准机箱内，两机箱之间的连接线路通过机箱后面电缆进行连接，在各机箱的前面板上安装有相应的显示屏、控制操作键盘及电源开关，在各机箱后面板上安装电源输入插座及输入输出信号插座，两个标准机箱和仿真计算机6、双工器4、移动终端3共同安装在一个操作平台上。天线5安装在室外没有遮挡的地方，方位角约120度，仰角约15度，朝向太平洋区卫星，通过电缆与双工器连接，组装成本实用新型。

Claims (2)

1.一种高速移动卫星通信中的多谱勒频移校正装置，它由移动终端(3)、双工器(4)、天线(5)及电源(11)组成，其特征在于还由动态信号模拟源(1)、导频接收机(2)组成，动态信号模拟源(1)由仿真计算机(6)和变频器(7)构成，其中仿真计算机(6)数据信号输出端口1与变频器(7)数据信号输入端口1连接，变频器(7)射频信号出入端口2与双工器(4)射频信号出入端口2连接，变频器(7)射频信号输出端口3与导频接收机(2)射频信号输入端口1连接，导频接收机(2)输出端口2与移动终端(3)本振信号参考源输入端口2连接，移动终端(3)射频信号出入端口1与双工器(4)射频信号出入端口3连接，双工器(4)射频信号出入端口1与天线(5)出入端口连接，电源(11)出端+V电压端与各部件相应电源端并接。

2.根据权利要求1所述的高速移动卫星通信中的多谱勒频移校正装置，其特征在于动态信号模拟源(1)中仿真计算机(6)由PC微机(8)构成，变频器(7)由变频链路模块(9)构成，导频接收机(2)由谱估计模块(10)构成，PC微机(8)数据线输出端A1和A2脚分别与变频链路模块(9)数据线输入端C1和C2脚连接，变频链路模块(9)射频信号出入端A1、A2、B1和B2脚分别与双工器(4)射频信号出入端A2、A3、B1和B2脚连接，变频链路模块(9)射频信号输出端D脚与谱估计模块(10)射频信号输入端A脚连接，谱估计模块(10)输出端B1脚和B2脚分别与移动终端(3)本振参考源输入端B1脚和B2脚连接，移动终端(3)射频信号出入端A脚与双工器(4)射频信号出入端B3脚连接，双工器(4)射频信号出入端A1脚与天线(5)射频信号出入端K脚连接，变频链路模块(9)、谱估计模块(10)、移动终端(3)、双工器(4)各入端V₁脚分别与电源(11)出端+V电压端并接，各入端V₂脚分别与地端并接，PC微机(8)电源入端V3脚外接交流电源～V端。

Images