[发明专利]并行QR分解中继卫星转发系统中实现异步传输的方法

摘要

本发明公开了一种并行QR分解中继卫星转发系统中实现异步传输的方法，其实现步骤是：首先利用最小二乘公式，得到每个用户的信道矩阵，利用头尾信号均为零的帧格式确定科学卫星信号帧结构和中继卫星信号帧结构，地面站将接收到的信号组成接收信号矩阵，交换位置，得到等效信道矩阵，利用正交分解得到接收信号酉矩阵和上三角等效矩阵，最后利用上三角矩阵判决公式，得到译码后的中继卫星信号。本发明能够不改变现有调制方式与空间复杂度，克服构造矩阵维度较大的问题，改善了中继卫星下行链路通信系统中通信的可靠性。

主权项

1.一种并行正交分解中继卫星转发系统中实现异步传输的方法，其特征在于，利用头尾信号均为零的帧格式确定中继卫星信号帧结构，将异步传输等效成同步传输，利用并行正交分解公式获得接收信号酉矩阵和上三角等效信道矩阵，根据上三角矩阵判决公式获得译码后的中继卫星信号，该方法的具体步骤包括如下：(1)发送导频训练序列：(1a)科学卫星向所有中继卫星发送导频训练序列，每个中继卫星将接收的导频训练序列发送给地面站；(1b)将每个中继卫星发送导频序列到达地面站的时间差，作为该中继卫星中继延迟；(1c)利用最小二乘公式，计算科学卫星到每个中继卫星的下行信道估计值，将科学卫星到中继卫星的所有下行信道估计值，组成中继卫星的信道矩阵；(1d)利用最小二乘公式，计算每个中继卫星到地面站的下行信道估计值，将中继卫星到地面站的所有下行信道估计值，组成地面站的信道矩阵；(2)确定科学卫星信号帧结构：(2a)科学卫星将M个正交振幅调制QAM符号构成待发送的信号；(2b)将待发送的科学卫星信号，组成一个零前缀与零后缀之和大于中继延迟的长度的科学卫星信号帧结构；(2c)科学卫星将该信号帧结构发送给每个中继卫星；(3)确定中继卫星信号帧结构：(3a)利用迫零公式，每个中继卫星对其接收到的信号进行译码；(3b)将每个中继卫星待发送的信号，组成一个零前缀与零后缀之和大于最大中继延迟的长度的中继卫星信号帧结构，此帧结构中头尾信号均为零，每个中继卫星将该信号帧结构发送给地面站；(3c)通过截取不同中继卫星到达地面站的非零信号，将异步传输等效成同步传输；(3d)地面站将接收的信号组成接收信号矩阵；(4)获得等效信道矩阵：从接收信号矩阵中，任意选取一个信号，将所选信号与位于接收信号矩阵底层的信号，交换位置，其对应的信道矩阵，按矩阵初等变换，得到等效信道矩阵；(5)获得接收信号酉矩阵和上三角等效信道矩阵：(5a)地面站利用正交分解，将等效信道矩阵分解成正交矩阵、上三角矩阵；(5b)用正交矩阵的共轭转置矩阵，分别左乘接收信号矩阵和等效信道矩阵，得到接收信号酉矩阵和上三角等效信道矩阵；(6)判断是否选取完接收信号矩阵中的所有信号，若是，则执行步骤(7)，否则，执行步骤(4)；(7)获得译码后的中继卫星信号：地面站利用上三角矩阵判决公式，对每个接收信号酉矩阵进行译码，得到译码后的中继卫星信号。