基于频带共享的卫星通信关键技术研究(2)
当中心站在接受来自小站的发射的FDMA载波信号时,自身也会发射TDM载波信号,再加上中心站的干扰功率比有用功率还多,不过好在中心站非常清楚自己所发送的信号,这样就可以在接收FDMA载波信号的时候对干扰信号进行提剔除,从而保证接收信号的质量,但在消除了信号干扰的同时,接收的载波信号的信噪比就会有所恶化,仍然没有解决系统对信号的传输性能方面的优化。
3 中心站与小站之间信号干扰的处理
通过对上述关于中心站与各小站之间干扰问题及信号传输性能进行分析后,笔者提出了以下解决方案。
对于返现链路来说,中心站经过自身发送的信号进行重建然后对传输的延时加以准确地估算,最大限度地提高TDM载波信号干扰的消除力度,然后再进行信号的检查,又从改善了FDMA信号的传输性能,获得比较好的反向链路传输质量。
对于正向链路来说,各个小站的接收机还不能做到自身对干扰信号的消除,不过通过对系统本身的优化与改进可以限制用户的发射信号的功率大小,获得较高的链路余量,进而保证小站的信号接收质量。
此外,还可以通过单级串行干扰抵消器对信号加以处理,其构造原理如图2所示。
其中,对信道和干扰信号参数的估计主要包括对载波信号的相位、幅度、传输延时等几个参量的估计,之后再对干扰信号进行重建,将重建后的干扰信号从信号接收机中剔除,使干扰减少或消除。实践表明,由于干扰器和对干扰信号以及信道的参数的估计的准确度对于干扰性能的消除程度起了直接性决定性作用,而在提取干扰信号及信道的参数时也不可避免的受到有效信号的影响,所以并不推荐仅仅采用单级串行干扰抵消器,而考虑多级迭代的方法进行消除干扰的系统的构建。
4 分析系统的信号传输性能
通过以上方法对基于频带共享的卫星通信系统的信号干扰问题进行了分析,并提出了解决方案,接下来对方案的可靠性加以验证分析,对于系统信号传输可靠性的分析主要通过仿真来完成。
首先对前向链路的传输性能进行分析,由于FDMA载波信号的排列具有随机性,不论是数量还是速率都会在一定的范围内有所波动,如果一次性对所有的因素进行会考虑,就会加大仿真的难度和准确性,笔者在文中假定FDMA信号同时发送,在这种情况下系统受到的干扰最大,经过仿真后发现,系统的误码特性主要受到信号干扰的影响比较大,当信噪比的值越来越大时,小站在接收TDM载波信号时的性能就会越好,地板效应也表现的越明显。
其次,对反向链路的传输性能进行分析,在基于双向链路频带共享的卫星通信系统中,中心站只会受到自身发射的TDM载波信号的干扰,所以,对系统通过多级串行干扰抵消器进行干扰信号的抵消具有合理性和科学性,干扰器直接从接收信号中对干扰信号加以估计并分离,然后进行信号的重建,系统的仿真也是在最恶劣的条件下进行的,即FDMA信号被全部排满,发现,FDMA载波信号的信噪比的波动范围是3-10dB,干扰消除后的信噪比被控制在了0.5 dB以下。
5 结语
本文对基于频带共享的卫星通信系统进行了研究,并提出了双向链路频谱重叠共享频带技术,着重介绍了如何消除信号传输过程中的信号干扰。频带共享技术在于使中心站和小站之间的信号传输处于同一段频带中,这样可以最大限度地提高频率的利用率,但相应的也带来了两站之间的接收信号与发射信号的干扰问题,进而使得数据的传输性能受到了较大程度的阻碍,因此又提出多级串行干扰抵消器的迭代应用,通过对仿真结果加以分析,认为基于频带共享的卫星通信系统可以使频带利用率提升一倍以上的同时还保证了信号的传输性能,这对提高卫星通信系统的高效性具有促进意义。
参考文献:
[1]万坚,许华,朱中梁.基于独立分量分析的成对载波多址分离新算法[J].通信学报,2012(27).
[2]刘云,郭洁,叶芝慧,宋铁成.频谱重叠信号分离的循环平稳算法[J].东南大学学报(自然科学版),2012(13).
[3]李悦.郝英川.适用于多载波共频谱传输的干扰消除方式[J].无线电通信技术,2013(21).
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