[发明专利]受控波束卫星通信系统中的主动干扰抑制

说明书

技术领域

本发明涉及卫星通信系统中的干扰抑制，具体地但不排他地，涉及用于抑制在卫星通信系统中共享频道的多个用户信号之间的协同信道干扰的装置、系统和方法。

背景技术

卫星通信系统越来越多地使用有效载荷设计中的数字处理架构以及以窄点波束的形式提供覆盖。众所周知，利用多单元天线系统，通过涉及向每一个通信频道分配用于控制点波束参数的复数字权重的波束赋形技术，或者，利用每个波束单端口的天线系统，来精确定义这种窄点波束。

当前的趋势是通信系统中的用户总数增加，同时每一个用户所需的比特率也增加。由于对更高容量的不断增长的需求，在这种系统更有效使用带宽的方面存在压力。一种实现这一点的方式是通过在可能的情况下最大化系统中的频率重用。对于卫星系统，主要重用方法涉及使用一定数目的点波束，每一个点波束被分配给用户“小区”，在该“小区”中点波束共享频率资源。

频率重用方案在系统之间改变，但是典型地，选择被称作3色、4色和7色，其中在点波束的规则六边形网格形成上重用3、4或7个频率，3色提供对系统中频率重用的更高浓度。备选地，可以存在共享相同频率的不规则几何形状的波束。因此，为了限制相同“信道”上的用户之间的干扰，仅在非相邻波束之间共享频率。目的是空间分离将干扰源放置在主波束的旁瓣中，最小化它们对该波束的影响。然而，即使在旁瓣中，干扰源也可以引起显著的信号恶化。一种减小干扰源的影响的方法是：增加天线大小，以降低旁瓣的电平，进而减小协同信道干扰。然而，该方法除了在资源方面昂贵之外，还可能被认为是低效的，这是因为其在所有可能的干扰位置处都加以低增益，包括不必须存在干扰源的位置处。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术的内在限制。

根据本发明，提供了一种在卫星通信系统中抑制协同信道干扰的方法，所述卫星通信系统包括具有多个天线单元的接收天线，每一个天线单元被配置为提供相应的天线单元信号，所述方法包括：数字化每一个天线单元信号，并将每一个已数字化的天线单元信号处理为在单元信号中存在的相应频道中的分离的接收信号分量；针对从至少一个频道中的接收信号分量导出的多个波束信号中的一个或多个波束信号，计算复加权值；在所述至少一个频道中，根据所计算出的复加权值来调整一个或多个导出的波束信号；以及使用一个或多个经过调整的导出的波束信号，抵消所述至少一个频道中的至少一个导出的波束信号中的干扰，以提供抑制了干扰的输出信号。

所述卫星通信系统还可以包括多个波束赋形网络，所述方法还包括：为了从信号分量导出波束信号，在所述波束赋形网络中的每一个处，利用相应波束赋形权重值，对每一个所述频道中的所述信号分量进行数字加权。

所述接收天线可以包括直接辐射阵列天线、阵馈反射面天线或成像相控阵天线。

通过将每一个频道中的每一个信号分量用作相应的波束信号，可以实现从所接收的信号分量导出所述多个波束信号。所述接收天线可以包括每束单馈(single feed per beam)天线。

计算复加权值可以包括：使用恒模算法来确定所述加权值。

此外，计算复加权值还可以包括：根据与所述一个或多个导出的波束信号相关联的地理位置来初始化所述恒模算法，以抵消所述至少一个导出的波束信号中的干扰。通过选择恰当的初始复加权值，可以确保强化正确的导出的波束信号。可以在控制信号中向算法指定用于选择恰当初始复加权值的指令。

计算复加权值可以包括：将一个或多个导出的波束信号中的每一个波束信号与所述抑制了干扰的输出信号相关。

所述方法还可以包括：为了针对与第一信道不同的第二信道中的多个波束信号中的一个或多个波束信号确定复加权值，调整针对所述第一信道中的多个波束信号中的一个或多个波束信号而计算出的复加权值。

根据本发明，还提供了一种用于在卫星通信系统中抑制协同信道干扰的装置，所述卫星通信系统包括具有多个天线单元的接收天线，每一个天线单元被配置为提供相应的天线单元信号，所述装置包括：模数转换器，用于数字化每一个天线单元信号；多个解复用器，用于将每一个已数字化的天线单元信号处理为在单元信号中存在的相应频道中的分离的接收信号分量；处理装置，用于针对从至少一个频道中的接收信号分量导出的多个波束信号中的一个或多个波束信号，计算复加权值；多个复加权单元，用于在所述至少一个频道中，根据所计算出的复加权值来调整一个或多个导出的波束信号，以形成抵消信号；以及抵消单元，用于使用一个或多个抵消信号来抵消所述至少一个频道中的至少一个导出的波束信号中的干扰，以提供抑制了干扰的输出信号。