[发明专利]卫星-地面综合移动通信的部分预编码方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及空间通信技术领域，尤其涉及一种卫星-地面综合移动通信的部分预编码方法和系统。

背景技术

未来移动通信网络不再只是采用单一的通信技术，往往会涉及不同的通信技术，如涉及的通信技术包括WiFi、WiMAX、2G/3G/3G+、LTE以及卫星通信等。其中将卫星移动通信系统与地面移动通信系统进行融合得到的综合移动通信系统被认为是下一代通信网络的重要部分。ITU(International Telecommunication Union，国际电信联盟)在NGN(Next-Generation Networks，下一代网络)的框架下定义了综合移动通信系统的概念，给出卫星/地面综合通信系统的两种具体形式：第一种是综合移动卫星业务系统，由卫星和地面站组成，其中，地面站是卫星的补充，并且由卫星资源、网络管理系统对地面站进行控制，地面站和卫星共享相同的频率资源；第二种是混合移动卫星业务系统，卫星和地面站相互连接，但是彼此独立运行，卫星、地面站网络也各自拥有独立的网络管理系统，不一定使用相同的频率资源。

对于同步卫星通信系统，由于卫星处于距离地面很高的同步卫星轨道，信号的RTT(Round-Trip Time，往返时延)可达500ms，使得卫星难以获得及时的CSI(Channel State Information，信道状态信息)进行预编码。因此，现有技术的卫星/地面综合通信系统采用链路增强技术，集中于空时编码、自适应调制编码技术等编码技术，仅需要接收端拥有信道状态信息CSIR(Channel State Information at the Receiver)或者发送端拥有信道状态统计信息(Statistical CSI)。

以上现有的卫星/地面综合通信系统中，地面站仅根据地面信道状态信息进行编码，难以获得用户的实时信道状态信息(Instantaneous CSI)，因此用户收到的数据误码率高，通信质量得到不到改善，用户性能得不到提升。

发明内容

（一）要解决的技术问题

针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是如何减小综合移动通信系统中用户收到信息的误码率。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供了一种综合移动通信的部分预编码方法，所述方法具体包括：

S1、卫星通过卫星信道向用户端发送共享数据；

S2、地面站对所述共享数据进行预编码，得到的预编码数据通过地面信道发送给所述用户端；

S3、所述用户端接收到所述共享数据和所述预编码数据，进行同步、信道估计和解码，得到解码数据，并将信道估计的反馈信息发送给所述地面站。

进一步地，所述共享数据为在网络控制中心的控制下所述卫星和所述地面站共享的下行数据，实现发送数据的同步。

进一步地，所述地面站对所述反馈信息进行分析得到卫星信道状态信息和地面信道状态信息。

进一步地，所述地面站在发送功率约束条件下，根据所述卫星信道状态信息和所述地面信道状态信息对所述共享数据进行预编码。

进一步地，所述预编码之前还包括：

S21、初始化预编码矩阵和解码矩阵；

S22、根据所述解码矩阵进行最优化，得到最优解码矩阵；

S23、根据所述最优解码矩阵在满足发送功率的约束条件下进行迭代，得到最优预编码矩阵。

进一步地，所述解码数据用向量表示为其中为所述解码数据向量，所述G为解码矩阵，H_s为根据所述卫星信道状态信息得到的卫星信道矩阵，H_t为根据所述地面信道状态信息得到的地面信道矩阵，F为预编码矩阵，X为所述共享数据向量，N为高斯白噪声向量。

为解决上述问题，本发明还提供了一种综合移动通信的部分预编码系统，系统包括：网络控制中心、卫星、地面站和用户端；

所述网络控制中心控制所述卫星通过卫星信道向用户端发送共享数据，控制所述地面站对所述共享数据进行预编码，再将得到的预编码数据通过地面信道发送给所述用户端；

所述用户端接收到所述共享数据和所述预编码数据，进行同步、信道估计和解码，得到解码数据，并将信道估计的反馈信息发送给所述地面站。

进一步地，所述系统还包括：卫星地面站，用于所述网络控制中心与所述卫星之间的通信连接。

进一步地，所述地面站对所述反馈信息进行分析得到卫星信道状态信息和地面信道状态信息。