[发明专利]TDRSS地面站信息帧均衡调制方法

说明书

本发明公开的一种TDRSS地面站信息帧均衡调制方法，能够提跟踪与数据中继卫星系统地面站数据帧周期平稳性。本发明通过下述技术方案实现：在不同类型信息帧调制接收系统中，不同数据源产生的各类信息帧，通过网络传输进入地面站每个调制器前端对应的FIFO缓冲区，按照先进先出的顺序从FIFO数据缓冲区读取信息帧，调制成中频信号，送到信息帧重排算法处理器对来自网络的各分系统数据帧进行排序,信息帧重排算法处理器以时间累积的方式对信息帧数据进行时间轮询编排，将所有数据源的信息帧重新进行均衡调制，将均衡调制的数据帧通过信道发射至卫星接收机，经卫星收机解调信息帧后，根据数据所属的数据源将信息帧分发到不同的缓冲区。

技术领域

本发明涉及网络、测控、通信等领域，特别涉及通信信息编排设计领域的跟踪与数据中继卫星系统(TDRSS)地面站信息帧均衡调制方法。

背景技术

数据中继卫星TDRSS地面系统作为整个网络的“心脏”，主要包括地面终端站、测距转发站和网络控制中心等。TDRSS是天/地大回路的长链路传输，I、Q两路正交信道上分别传送扩频指令和测距码，它的传输链路可分为两个部分，地面终端站经中继星到用户航天器的链路为前向链路，地面终端站的链路为返向链路。TDRSS多模式调制器可产生多种模式的调制信号，它包括前向链路信号和可供地面终端站接收。跟踪和数据中继卫星系统反向链路中多路频分复用信号通过高功率放大器时，存在严重的互调干扰，导致输出的多路阵元信号严重失真，非线性失真所引起的幅相误差，恶化了星下数字波束形成模拟电路及后端电路组成中频信道。为了获得较高的功率效益，功率放大器通常要靠近饱和区域，这使得地面终端站接收到的30路频分复用信号间产生严重互调，各路信号幅相关系被严重破坏。研究得出幅相误差会导致DBF性能恶化，造成主波束指向偏移、旁瓣抬升、零点抬升和位置偏移等。调试工作量较大，能实现的调制方式相对单一。所有选用的码均为平衡 Gold码。Gold码是用一对优选的周期和速率均相同的m序列模二加后得到载波抑制度口，主要和PN码的平衡性及调制的的平衡性相关。PN码的平衡性指序列中0、1的均匀性，非平衡码可使载波抑制性能下降一半。在跟踪与数据中继卫星(TDRSS)地面站上行调制系统中，调制器采用信息帧的形式，以固定帧周期调制信息帧。为了有效的利用带宽，调制器按先到先调的顺序调制产生自不同的地面数据源多种信息帧。这些信息帧包括语音、图像、邮件、遥控等，具有相同的帧长和结构，由各个数据源按照自己的周期产生并通过网络传送到地面站调制器。TDRSS对地面站上行调制器的要求十分严谨，包括发射信号的杂散、符号均衡、调制时延和各种类数据的同步比如音画同步等。其中一个重要要求就是：数据源的信息帧必须均匀间隔的调制并发射至中继卫星，不能因为地面的网络速率波动使得中继星接收机的后端缓冲区上存在信息帧的堆积与读空。

在中继星上行数传中,地面站各分系统的图像、数据、话音等数据以数据帧的形式通过网络传输到地面站调制设备调制后按先到先调的原则顺序发送给中继星。中继卫星的星载接收机解调数据帧后根据不同的数据来源分发到独立的数据缓冲区以供后续处理。地面各分系统与调制器之间采用网络连接,某一分系统的网络传输速率波动会造成星载接收机解调该类数据的数据量突然增大和减少。由于星载接收机的后端缓冲区容量有限,解调数据量的突然增大和减少会使得星载接收机对应的缓冲区出现溢出与读空,进而造成该分系统数据帧的丢失与断档。

在信息传输系统中，语音、图像、邮件、遥控等数据以信息帧的形式通过网络传输到调制设备，调制后按先到先调的原则顺序发送给接收机。接收机解调信息帧后根据不同的数据来源分发到独立的数据缓冲区以供后续处理。在实际情况下，信息传输系统的信息帧源与调制器之间的网络传输会受到路由器等外界因素影响而使得信息帧到达调制器发生快慢的波动。当信息帧在网络中被阻塞时，传输帧频率低于数据源产生频率；当阻塞后网络又恢复通畅时，传输帧频率高于数据源产生频率。这些波动的信息帧经过调制解调系统后同样会以波动的频率进入接收机后端数据缓冲区，当波动幅度很大时甚至可以造成缓冲区的溢出，产生丢失数据的现象。

发明内容