Устройство компенсации



Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации
Устройство компенсации

 


Владельцы патента RU 2538784:

АСТРИУМ ЛИМИТЕД (GB)

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат состоит в повышении быстродействия передачи информации за счет компенсации изменения групповой задержки. Для этого система содержит средство для определения, по меньшей мере, одного из: отклонения фазы для частотного канала из множества частотных каналов, демультиплексированных из несущей, для компенсации изменения групповой задержки в несущей и отклонения коэффициента усиления для частотного канала для компенсации изменения коэффициента усиления с несущей; и средство для применения определенного, по меньшей мере, одного из: отклонения фазы и отклонения коэффициента усиления в частотном канале до восстановления несущей из указанного множества частотных каналов. Поэтому изобретение обеспечивает возможность цифровой компенсации любого нежелательного изменения групповой задержки и коэффициента усиления, внесенного, например, аналоговыми компонентами, такими как фильтры в системе спутниковой связи.3н и 5 з.п.ф-лы, 10 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к процессу обработки сигналов, подверженных изменению групповой задержки и/или изменению затухания. В частности, но не исключительно, изобретение относится к цифровой компенсации нежелательного изменения групповой задержки и/или затухания.

Уровень техники

Обработка сигналов в системах спутниковой связи все в большей степени осуществляется как в аналоговой, так и в цифровой области. Перед преобразованием в цифровую форму сигналы зачастую подвергаются фильтрации и предварительной обработке в аналоговой области. В цифровой же области сигналы могут быть подвергнуты демультиплексированию на множество частотных элементов, которые затем обрабатываются и маршрутизируются раздельно. Затем частотные элементы повторно мультиплексируют для формирования требуемых сигналов нисходящей линии связи перед обратным преобразованием в аналоговую область.

Различные компоненты, участвующие в обработке сигналов, проектируются с учетом зачастую строгих требований к качеству сигнала. Изменение коэффициента усиления и групповой задержки как функции частоты может приводить к ухудшению сигнала. Поэтому желательно, чтобы компоненты, участвующие в обработке сигналов, показывали по возможности близкую к равномерной групповую задержку и близкий к равномерному коэффициент усиления. Однако факторы массы, стоимости и мощности делают это не всегда возможным, в особенности для компонентов, работающих в аналоговой области. Наибольший интерес проблема равномерности групповой задержки и коэффициента усиления представляет в случае несущих с более широкой полосой пропускания, которые будут испытывать наиболее сильное ухудшение.

Это явилось контекстом создания изобретения.

Краткое изложение сущности изобретения

Согласно изобретению предлагается устройство для системы спутниковой связи, содержащее: средство для определения, по меньшей мере, одного из: отклонения фазы для частотного канала из множества частотных каналов, демультиплексированных из несущей, с целью компенсации изменения групповой задержки в несущей и отклонения коэффициента усиления для частотного канала с целью компенсации изменения определенного усиления с несущей; и средство для применения определенного, по меньшей мере, одного из: отклонения фазы и отклонения коэффициента усиления к частотному каналу до восстановления несущей из указанного множества частотных каналов.

Средство определения может быть выполнено с возможностью определения отклонения фазы для каждого частотного канала из множества частотных каналов в зависимости от фазы других частотных каналов из множества частотных каналов с целью обеспечения приближения к равномерной групповой задержке в полосе пропускания несущей.

Определенное, по меньшей мере, одно из: отклонение фазы и отклонение коэффициента усиления может быть постоянным в полосе пропускания частотного канала.

Устройство может содержать сеть с формированием луча, обеспечивающую множество трактов для маршрутизации сигналов, представляющих несущую, где это множество трактов содержит первый тракт для приема указанного частотного канала, причем средство определения выполнено с возможностью определять отклонение фазы для указанного частотного канала с целью выравнивания групповой задержки несущей в первом тракте и групповой задержки несущей в другом тракте из множества трактов.

Средство определения может быть дополнительно выполнено с возможностью определять отклонение коэффициента усиления для указанного частотного канала с целью обеспечения приближения к равномерному коэффициенту усиления по несущей.

Поэтому изобретение предоставляет способ цифровой компенсации изменения групповой задержки и коэффициента усиления. Как правило, компоненты, работающие с сигналом в аналоговой области, вносят самое большое изменение коэффициента усиления и групповой задержки. Поскольку изобретение позволяет осуществлять компенсацию изменения коэффициента усиления и групповой задержки в цифровой области, то требования к характеристикам групповой задержки и коэффициента усиления аналоговых компонентов могут стать значительно менее строгими и обусловить возможность решения задачи усовершенствованного полностью интегрального процессорного решения с точки зрения массы, мощности, ненадежности и стоимости.

Средство определения может быть выполнено с возможностью определять отклонение коэффициента усиления и фазы с целью компенсации нежелательного изменения коэффициента усиления и групповой задержки, внесенного до, после или и до, и после применения определенных отклонений коэффициента усиления и фазы.

Средство определения может быть выполнено с возможностью определять отклонение коэффициента усиления и фазы в зависимости от хранимых профилей частотной и фазовой характеристик, по меньшей мере, одного компонента системы спутниковой связи. Устройство может, кроме того, содержать таблицу, хранящую отклонения коэффициента усиления и фазы для каждого частотного канала, а средство для определения отклонения коэффициента усиления и фазы может быть выполнено с возможностью просмотра отклонения коэффициента усиления и фазы в указанной таблице.

Устройство может, кроме того, содержать датчик температуры, а средство для определения отклонения коэффициента усиления и фазы может быть выполнено с возможностью определять отклонение коэффициента усиления и фазы в зависимости от обнаруженных данных от датчика температуры.

Дополнительно устройство может, кроме того, содержать, по меньшей мере, один полосовой фильтр для фильтрации целевого сигнала, а средство определения может быть выполнено с возможностью определять отклонение коэффициента усиления и фазы и применять определенные отклонения коэффициента усиления и фазы с целью компенсации изменения групповой задержки и коэффициента усиления в несущей, внесенного полосовым фильтром.

Устройство может, кроме того, содержать демультиплексор для демультиплексирования несущей на множество частотных каналов; процессор для обработки частотных каналов, где процессор содержит средство определения и средство применения; и мультиплексор для восстановления несущей из обработанных и компенсированных частотных каналов.

Согласно изобретению также предоставлена система спутниковой связи, содержащая устройство, описанное выше.

Согласно изобретению также предоставлен способ обработки сигналов в системе спутниковой связи, содержащий этапы: определения, по меньшей мере, одного из: отклонения фазы для частотного канала из множества частотных каналов, демультиплексированных из несущей, с целью компенсации любого изменения групповой задержки в несущей и отклонения коэффициента усиления для частотного канала с целью компенсации любого изменения коэффициента усиления в несущей; и применения определенного, по меньшей мере, одного из: отклонения фазы и отклонения коэффициента усиления к частотному каналу до восстановления несущей из указанного множества частотных каналов.

Этап определения отклонения фазы для частотного канала может содержать этап определения отклонения фазы для каждого частотного канала из множества частотных каналов в зависимости от фазы других частотных каналов из множества частотных каналов с целью обеспечения приближения к равномерной групповой задержке по несущей.

Определенные, по меньшей мере, одно из: отклонения коэффициента усиления и отклонения фазы может быть постоянным по ширине полосы частотного канала.

Способ может, кроме того, содержать этап маршрутизации сигналов, представляющих указанную несущую, по множеству трактов в сети с формированием луча, причем этап определения отклонения фазы для указанного частотного канала содержит этап определения отклонения фазы для частотного канала, маршрутизированного по первому тракту, с целью выравнивания групповой задержки несущей в первом тракте и групповой задержки несущей во втором тракте из множества трактов.

Этап определения, по меньшей мере, одного из: отклонения фазы и отклонения коэффициента усиления может содержать этап определения как отклонения фазы, так и отклонения коэффициента усиления. Определение отклонения фазы и отклонения коэффициента усиления может быть осуществлено с целью обеспечения приближения как к равномерной групповой задержке, так и к равномерному коэффициенту усиления по несущей.

Этап определения отклонений коэффициента усиления и фазы может содержать этап определения отклонений коэффициента усиления и фазы с целью компенсации нежелательного изменения коэффициента усиления и групповой задержки, внесенных до, после или и до, и после применения определенных отклонений коэффициента усиления и фазы.

Этап определения отклонений коэффициента усиления и фазы может содержать этап определения отклонений коэффициента усиления и фазы в зависимости от профилей частотной и фазовой характеристик, по меньшей мере, одного компонента системы спутниковой связи. В качестве альтернативы или дополнительно этап определения отклонения усиления и фазы может содержать этап просмотра отклонения усиления и фазы в таблице. Этап определения отклонения коэффициента усиления и фазы может, кроме того, содержать этап определения отклонения коэффициента усиления и фазы в зависимости от данных измерений датчика температуры в системе спутниковой связи.

Краткое описание чертежей

Ниже, в качестве примеров, приводится описание вариантов осуществления изобретения со ссылками на фиг. 1-10 прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг. 1 - схематическая блок-схема системы спутниковой связи;

Фиг. 2 - схематическая блок-схема компонентов аналогового препроцессора, показанного на фигуре 1;

Фиг. 3a и 3b - схематически показывают, как желаемые сигналы фильтруются полосовым фильтром и преобразуются с понижением частоты в аналоговом препроцессоре, показанном на фигуре 2;

Фиг. 4 - показывает изменения групповой задержки и коэффициента усиления типового полосового фильтра;

Фиг. 5 - схематическая блок-схема цифрового процессора, показанного на фиг. 1;

Фиг. 6a, 6b, 6c и 6d - схематически показывают, как сигнал демультиплексируют и мультиплексируют в цифровом процессоре, показанном на фиг. 5;

Фиг. 7 - схематически показывает, как обрабатывается широкополосная несущая в цифровом процессоре, показанном на фиг. 5;

Фиг. 8 - схематически показывает, как может быть цифровым образом компенсировано нежелательное изменение коэффициента усиления в несущей;

Фиг. 9 - схематически показывает, как может быть цифровым образом компенсировано изменение групповой задержки в несущей; а

Фиг. 10 - схематически показывает, как может быть цифровым образом компенсирована нежелательная групповая задержка в несущей вследствие различных профилей групповой задержки различных трактов сети с формированием луча.

Подробное описание

Как показано на фиг. 1, система 1 спутниковой связи содержит подсистему 2 приемной антенны для приема лучей восходящей линии связи, малошумящий усилитель 3 для усиления сигналов, принимаемых в лучах восходящей линии связи, интегральный процессор 4 для обработки сигнала, мощный усилитель 5 для усиления обработанного сигнала и подсистему 6 передающей антенны для передачи сигнала в лучах нисходящей линии связи. Подсистема 2 приемной антенны может быть выполнена с возможностью приема множества лучей из множества мест расположения абонентов или одного луча от наземной шлюзовой станции. Точно так же подсистема 6 передающей антенны может быть выполнена с возможностью передачи множества лучей к множеству мест расположения абонентов или одного луча в шлюзовую наземную станцию. Система спутниковой связи может быть выполнена на основе сетевой архитектуры с формированием луча или архитектуры пространственной коммутации. Необходимо понимать, что фиг. 1 является только схематической, и приемная и передающая подсистемы 2, 6 могут быть реализованы в виде одной подсистемы с одной антенной, используемой как для приема, так и для передачи лучей.

Интегральный процессор 4 содержит аналоговый препроцессор 7, аналого-цифровой преобразователь 8, цифровой процессор 9, цифро-аналоговый преобразователь 10 и аналоговый постпроцессор 11. Аналого-цифровой преобразователь 8 предназначен для оцифровывания сигнала, цифро-аналоговый преобразователь 10 предназначен для обратного преобразования цифрового сигнала в аналоговую область, а постпроцессор 11 - для подавления нежелательных отображений после цифро-аналогового преобразования и повышающего преобразования сигнала до требуемой частоты для лучей нисходящей линии связи. Подробное описание других компонентов приводится ниже. Интегральный процессор 4 содержит также интерфейс управления, подключенный к цифровому процессору 9. Интерфейс 12 управления предоставляет интерфейс к наземной станции (не показанной) с целью обеспечения возможности управления цифровым процессором 9 с земли.

Как показано на фиг. 2, аналоговый препроцессор 7 содержит множество полосовых фильтров 13, предназначенных для выделения целевых полос в принимаемом излучении, и множество понижающих преобразователей 14 для понижающего преобразования отфильтрованных полос до частоты, при которой становится возможным выполнение цифровой обработки сигналов. Диапазон входных частот может содержать полезные сигналы в различных полосах частот. Каждый полосовой фильтр 13 аналогового препроцессора пропускает различные полосы частот полезных сигналов.

Фиг. 3a и 3b иллюстрируют частотный диапазон поступающего излучения и преобразованный с понижением частоты желаемый сигнал. Поступающее излучение содержит желаемый сигнал 15 и нежелательные сигналы 16a и 16b. Один из полосовых фильтров 13 используется для пропускания полезного сигнала 15 и подавления всех нежелательных сигналов. На фиг. 3a желаемый сигнал находится в одной полосе частот. Однако принимаемое излучение может содержать другие целевые сигналы в других полосах частот, которые пропускаются другими полосовыми фильтрами 13 аналогового препроцессора 7. Как показано на фиг. 3b, отфильтрованный сигнал затем подвергается понижающему преобразованию до более низкой частоты понижающим преобразователем 14 аналогового препроцессора 7. Желаемый сигнал содержит множество несущих 17. Несущие могут иметь различную ширину в зависимости от типа и объема информации, передаваемой несущей.

Аналоговый полосовой фильтр 13 в аналоговом препроцессоре не является совершенным фильтром. Отфильтрованный сигнал испытывает некоторое нежелательное изменение затухания, особенно на краевых участках полосы пропускания. Кроме того, полосовой фильтр имеет также непостоянную внутриполосную групповую задержку. Групповая задержка является первой производной фазовой характеристики по частоте. Идеальный фильтр должен обеспечивать профиль коэффициента усиления с абсолютно плоской вершиной и фазу, линейно изменяющуюся с частотой, то есть иметь постоянную групповую задержку. Вместо этого профиль коэффициента усиления и фаза полосового фильтра могут изменяться, как показано на фиг. 4. Вершина профиля коэффициента усиления не является абсолютно плоской, и фаза отклоняется от линейного изменения с частотой. Эти недостатки являются характерными не только для полосовых фильтров, но присутствуют в любом аналоговом компоненте в системе 1 спутниковой связи. Изменение групповой задержки и затухания вызывает искажение сигнала. Более существенным это искажение является для широких несущих, так как чем шире диапазон частот несущей, тем больше изменение коэффициента усиления и изменение групповой задержки по несущей. Кроме того, вследствие наклона профиля коэффициента усиления и более сильного изменения групповой задержки на краевом участке полосы фильтрации возможно усиление искажения при приближении несущей к краевому участку полосы пропускания. Изобретение предоставляет способ и устройство для компенсации изменения коэффициента усиления и групповой задержки полосового фильтра и других компонентов как до, так и после цифрового процессора, который, как более подробно описывается ниже, вносит изменения коэффициента усиления и групповой задержки.

Как показано на фиг. 5, цифровой процессор 9 содержит демультиплексор 18 для разделения полезного сигнала на множество частотных каналов, процессор 19 сигналов для раздельной обработки частотных каналов и частотный мультиплексор 20 для повторного мультиплексирования отдельных частотных каналов вместе. Демультиплексор 18 принимает сигнал от аналого-цифрового преобразователя 8, а мультиплексор 20 направляет мультиплексированный сигнал в цифро-аналоговый преобразователь 10. Процессор 19 сигналов также содержит блок 21 компенсации для компенсации, по меньшей мере, одного из: изменения внутриполосных коэффициента усиления и групповой задержки, вносимых, как более подробно описывается ниже, аналоговыми компонентами по тракту сигнала.

Как показано на фиг. 6a-6d, демультиплексор 18 может содержать множество смежных фильтров, разделяющих оцифрованный сигнал на множество частотных каналов 22. Например, как показано на фиг. 6a и 6b, демультиплексор может разделить сигнал на K частотных каналов 22 равной ширины. Затем процессор 19 сигналов осуществляет раздельную обработку сигналов в частотных каналах. Например, процессор 19 сигналов может выполнить перенос частоты и/или маршрутизацию частотных каналов по конкретному лучу. Как показано на фиг. 6c и 6d, процессор 19 сигналов может преобразовать K частотных каналов в L новых частотных каналов 23.

Несущая, демультиплексированная демультиплексором 18, может быть шире или уже частотного канала 23. В некоторых примерах осуществления вспомогательные канальные фильтры демультиплексора 18 выполнены так, что они добавляются с возможностью обеспечения непрерывной полосы пропускания. Это может быть использовано для восстановления несущей, которая перекрывает многочисленные частотные каналы. Иллюстрация процесса обработки широкополосной несущей, перекрывающей многочисленные частотные каналы, представлена на фиг. 7. Демультиплексор фильтрует широкополосную несущую 17 на множество узкополосных частично перекрывающихся частотных каналов. Составляющие частотные каналы затем собираются вместе процессором 19 сигналов. В мультиплексоре 20 обработанные частотные каналы 23 затем суммируются для получения математически точной плоской характеристики 24 с целью восстановления широкополосной несущей 17.

Согласно некоторым примерам осуществления изобретения в процессе обработки составляющих частотных каналов применяется коррекция изменения затухания и групповой задержки по широкополосной несущей. Блок 21 компенсации в цифровом процессоре 19 определяет отклонение фазы и коэффициента усиления для каждого частотного канала с учетом фазы и коэффициента усиления соседних частотных каналов с целью достижения оптимально полного приближения к равномерному коэффициенту усиления и равномерной групповой задержке по несущей при применении отклонений фазы и коэффициента усиления. Другими словами, коррекция фазы для каждого канала определяется так, чтобы фаза подчинялась эффективной линейной зависимости относительно частоты по несущей, а коррекция коэффициента усиления определяется так, чтобы обеспечить плоскую частотную характеристику по несущей. Поэтому искажение сигнала вследствие изменения коэффициента усиления и групповой задержки может быть минимизировано. Кроме того, возможность цифровой компенсации изменения коэффициента усиления и групповой задержки, вносимых аналоговыми компонентами, позволяет упростить проектирование аналоговых компонентов, таких как полосовые фильтры в аналоговом препроцессоре 7.

Блок 21 компенсации может быть использован для применения отклонений фазы и коэффициента усиления в каждом частотном канале для коррекции ухудшений качества, вносимых по всему тракту сигнала как до, так и после процессора 19 сигналов. Поэтому для обеспечения частотной характеристики и характеристики групповой задержки, не являющихся плоскими для компенсации искажений, вносимых компонентами, располагающимися в тракте сигнала после цифрового процессора, в блоке компенсации возможно суммирование искажений в несущей. Искажения, применяемые блоком 21 компенсации, выбираются так, чтобы обеспечить постоянство коэффициента усиления и групповой задержки по несущей в конце тракта сигнала в системе спутниковой связи. Например, в случае непропорционального увеличения групповой задержки компонентами в аналоговом постпроцессоре 11 по группе частотных каналов по сравнению с другими частотными каналами несущей блок 21 компенсации уменьшает градиент фазы по группе частотных каналов на величину, равную градиенту фазы, вносимому постпроцессором, для группы частотных каналов так, чтобы увеличить групповую задержку по группе частотных каналов при прохождении через аналоговый постпроцессор 11 с целью достижения групповой задержки, совпадающей с другими частотными каналами.

Фиг. 8 иллюстрирует изменение в амплитуде составляющих узкополосных частотных каналов широкополосной несущей. Широкополосная несущая была подвергнута демультиплексированию и обработке на девять частотных каналов 23. Фиг. 8 иллюстрирует несущую в нижнем частотном конце полосы пропускания, и сигнал в частотных каналах в нижнем частотном конце несущей был подвергнут более сильному затуханию, чем сигнал в частотных каналах в высоком частотном конце несущей. Блок 21 компенсации в процессоре 19 сигналов определяет соответствующее регулирование амплитуды для каждого частотного канала 23 и обеспечивает применение этого регулирования амплитуды. В некоторых примерах осуществления это регулирование амплитуды является постоянным по каждому частотному элементу. Как показано на фиг. 8, амплитуда всех частотных каналов в нижнем частотном конце полосы несущей подвергается регулированию. Изменение амплитуды других частотных каналов может осуществляться с целью достижения более плоской характеристики. Затем частотные каналы подвергаются мультиплексированию с целью восстановления широкополосной несущей.

Фиг. 9 иллюстрирует изменение групповой задержки составляющих узкополосных частотных 23 каналов другой широкополосной несущей. Широкополосная несущая была подвергнута демультиплексированию и обработке на восемь частотных каналов. Реальная фаза 25 по широкополосной несущей имеет нелинейную зависимость относительно частоты. Другими словами, групповая задержка постоянной не является. Постоянная групповая задержка должна обеспечивать идеальную линейную фазу 26. Коррекция групповой задержки подчиняется тому же принципу, что и коррекция коэффициента усиления, описанная выше. Блок 21 компенсации обеспечивает применение коррекции фазы в кусочном режиме к каждому частотному элементу с целью создания откорректированного изменения 27 фазы по несущей. Ко всей ширине полосы данного частотного канала может быть применено одно регулирование фазы. Коррекция фазы обеспечивает эффективную линеаризацию изменения фазы в пошаговом режиме. Краевые участки шагов могут быть сглажены в результате конечной ширины переходов фильтров между соседними частотными каналами.

Соответствующее регулирование амплитуды и фазы может быть основано на хранимом профиле частотной и фазовой характеристик аналоговых компонентов. Например, отдельное отклонение коэффициента усиления и фазы для каждого частотного канала могут храниться на основе предыдущих имитаций компонентов системы или реальных данных, полученных из сигналов, обработанных системой. Отклонения коэффициента усиления и фазы для каждого компонента могут быть определены в виде разностей между коэффициентом усиления и фазой для идеального компонента и коэффициентом усиления и фазой для реального компонента. С целью получения отклонения коэффициента усиления и фазы для всего тракта сигнала, включающего в себя аналоговые компоненты как до, так и после процессора, рассчитанные отклонения коэффициента усиления и фазы для всех компонентов можно комбинировать. Блок 21 компенсации может быть запрограммирован с помощью отклонения коэффициента усиления и фазы до запуска системы спутниковой связи или возможно его дистанционное программирование с наземной станции через интерфейс 12 управления. Например, отклонение коэффициента усиления и фазы могут быть включены в таблицу, загружаемую в блок 21 компенсации или до запуска системы спутниковой связи или дистанционно с наземной станции после запуска. Необходимо понимать, что таблица не обязательно должна храниться в блоке 21 компенсации. Она может храниться в каком-либо другом месте на спутнике или даже на наземной станции, и доступ к ней может быть удаленным.

Предполагается, система может повторно калиброваться время от времени, чтобы определить какие-либо изменения в профилях отклика компонентов в результате, например, срока службы. Для учета каких-либо изменений в профилях характеристик компонентов блок 21 компенсации может быть подвергнут повторному программированию. Возможно также программирование блока 21 компенсации для выбора соответствующего отклонения в зависимости от температуры системы 1 спутниковой связи. Характеристики фильтров могут изменяться с температурой. Предполагается, что полезная нагрузка спутника включает в свой состав термометр, поставляющий температурные данные в блок 21 компенсации. Блок компенсации осуществляет выбор отклонения в зависимости от данных измерений датчика температуры. Поэтому блок 21 компенсации может хранить таблицу с различными отклонениями для различных частотных каналов при различных температурах.

В некоторых вариантах осуществления определение соответствующего отклонения коэффициента усиления и фазы может выполняться не относительно идеальных частотной и фазовой характеристик, а относительно измеренных коэффициента усиления и фазы всех частотных каналов несущей. Например, блок 21 компенсации может определять среднюю амплитуду по несущей и регулировать амплитуду в каждом частотном элементе в соответствии со средней амплитудой. Точно так же блок 21 компенсации может определять среднюю групповую задержку по несущей, то есть среднее изменение фазы относительно частоты по несущей, и регулировать фазу каждого частотного канала в соответствии со средней групповой задержкой.

В некоторых системах в процессоре 19 сигналов частота несущей может подвергаться переносу. При этом величина сдвига коэффициента усиления и фазы, который имеет место до переноса частоты, будет зависеть от частоты до переноса частоты, а величина сдвига коэффициента усиления и фазы, который имеет место, после переноса частоты будет зависеть от частоты после переноса частоты. Поэтому блок 21 компенсации может хранить таблицу, которая задает отдельные отклонения для компенсации переноса коэффициента усиления и фазы, внесенных до переноса частоты, и для переноса коэффициента усиления и фазы, внесенных после переноса частоты. Для сигнала, маршрутизированного вдоль конкретного тракта в спутниковой системе блок компенсации будет наблюдать отклонения коэффициента усиления и фазы для исходной частоты и отклонения коэффициента усиления и фазы для конечной частоты и комбинировать каждое из отклонений коэффициента усиления и фазы с целью определения общего отклонения усиления и фазы для тракта.

Изобретение может быть использовано в любой полезной нагрузке спутника для компенсации изменения групповой задержки и коэффициента усиления по несущей. В частности, возможно применение компенсации как в сетевой архитектуре с цифровым формированием луча с фазированными антенными решетками или отражателем с облучателем в виде антенной решетки, так и в архитектуре пространственной коммутации. Сетевая архитектура с цифровым формированием луча, как правило, включает в себя множество облучателей и цифровой процессор сигналов, осуществляющий маршрутизацию сигнала вдоль множества трактов и задание амплитуды и фазы каждого тракта с целью формирования и направления множества лучей к множеству мест расположения абонентов. Поэтому сетевая архитектура с цифровым формированием луча уже обладает функциональностью по заданию фазы и амплитуды для каждого тракта, и изобретение может быть реализовано совершенно беспрепятственно. В типовой архитектуре пространственной коммутации процессор сигналов обладает возможностью регулировать амплитуду каждого частотного канала, но для обеспечения функциональности, необходимой для задания фазы каждого частотного канала, требуются модификации.

В сети с цифровым формированием луча в дополнение или в качестве альтернативы к выравниванию групповой задержки данного тракта сигнала изобретение может быть также использовано для выравнивания групповой задержки между различными трактами сигнала. Так, в линии приема сети с цифровым формированием луча возможно формирование луча процессором 19 сигналов в результате комбинации двух или более сигналов, представляющих одну и ту же физическую ширину полосы частот, но поступающих из различных трактов сигналов. А в линии передачи луч может быть сформирован в результате маршрутизации различных участков сигнала по различным трактам для передачи различными элементами передачи. В различных трактах могут быть использованы различные аналоговые компоненты, такие как фильтры. При этом даже в случае идеальности фильтров в этих различных трактах их идентичность невозможна, и поэтому групповая задержка несущей в различных трактах будет отличаться одна от другой. Коррекция этого вида ухудшения качества также может быть осуществлена с помощью изобретения.

Блок 21 компенсации может быть выполнен с возможностью регулирования фазы отдельных частотных каналов с целью обеспечения одной и той же групповой задержки по несущей в каждом тракте. Реальные фазы двух частотных каналов в двух различных трактах не должны совпадать одна с другой, только градиент по частотным каналам.

В вариантах осуществления с применением постоянной коррекции в каждом частотном канале реальный градиент, рассчитанный по одному частотному каналу в одном тракте, может не совпадать с градиентом, рассчитанным по соответствующему частотному каналу в другом тракте. Однако возможна коррекция общего градиента, взятого по ряду соседних частотных каналов одного тракта, с целью обеспечения его совпадения с общим градиентом, взятым по соответствующим частотным каналам в другом тракте.

Подлежащие применению в различных частотных каналах в различных трактах отклонения фазы могут храниться в просмотровых таблицах. Эти отклонения могут быть извлечены из профилей фазовых характеристик компонентов в трактах сигналов. Альтернативно отклонения фазы могут быть определены в результате сравнения групповой задержки по несущей с групповой задержкой по несущей в эталонном тракте. Фаза каждого частотного канала в каждом тракте может подвергаться регулированию так, чтобы групповая задержка каждого тракта совпадала с групповой задержкой эталонного тракта. Групповая задержка в эталонном тракте может быть отрегулирована, чтобы быть постоянной так, что все несущие во всех трактах имеют постоянную групповую задержку. Альтернативно при использовании просмотровой таблицы применение отклонений из таблиц может приводить к приблизительно линейному изменению фазы по несущей в каждом тракте относительно частоты и одному и тому же градиенту линейной зависимости в каждом тракте.

Со ссылкой на фигуру 10 показана фаза 25a, 25b относительно частоты по двум участкам одной и той же несущей в двух различных трактах. Для ясности, предполагается, что оба тракта имеют идеальные линейные фазовые характеристики, то есть постоянные задержки. Однако градиент в каждом тракте отличается один от другого. Поэтому для приближения изменений фазы 27a, 27b в каждом тракте к желаемой равномерной группой задержке 26, одной и той же для обоих трактов, коррекция фазы применяется в частотных каналах несущей в обоих трактах. Несмотря на неточное совпадение градиента по соответствующим частотным каналам 23 после применения коррекции в этих двух трактах, средний градиент по ряду частотных каналов в одном из трактов совпадает со средним градиентом по ряду соответствующих частотных каналов в другом тракте.

Блок 21 компенсации может быть реализован в виде набора команд в сигнальном процессоре 19. Блок 21 компенсации может или хранить табличные данные для просмотра соответствующих фазы и амплитуды канала или может иметь возможность доступа к табличным данным, хранимым в каком-либо другом месте. Команды для выполнения компенсации могут быть реализованы с использованием технических средств, программного обеспечения или комбинации аппаратного и программного обеспечения.

Кроме того, так как наибольший интерес последствия изменения групповой задержки и коэффициента усиления представляют в случае несущих с широкой полосой пропускания, которые испытывают наиболее сильное ухудшение, то описание изобретения велось относительно широкополосной несущей. Однако при условии что частотные элементы более узкие по сравнению с несущей, возможно применение компенсации и к несущим с более узкой шириной полосы. Проектирование системы может быть осуществлено так, чтобы обеспечить сужение частотных каналов с целью обеспечения и возможности компенсации для более узких несущих.

Выше приведены конкретные примеры изобретения, но объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения и не ограничивается этими примерами. Поэтому, как должно быть очевидно специалистам в данной области техники, возможны и другие варианты реализации изобретения.

Например, аналоговый препроцессор 7, аналого-цифровой преобразователь 8, цифровой процессор 9, цифро-аналоговый преобразователь 10 и аналоговый постпроцессор 11 спутниковой системы были описаны, чтобы быть обеспеченными в интегральном процессоре 4, однако, разумеется, эти компоненты могут быть выполнены и по отдельности. Кроме того, описание этих компонентов велось в контексте примера системы с возможной реализацией изобретения, и этот пример не следует интерпретировать в качестве ограничения.

Несмотря на то, что описание изобретения велось относительно системы спутниковой связи, необходимо понимать, что изобретение может быть использовано в любой соответствующей системе для обработки сигналов в цифровой области.

Кроме того, несмотря на то, что в описании рассматривается коррекция как коэффициента усиления, так и фазы, необходимо понимать, что блок 21 компенсации может обеспечивать компенсацию только изменения коэффициента усиления, только изменения групповой задержки или изменения как групповой задержки, так и коэффициента усиления.

1. Устройство для системы спутниковой связи, содержащее:
средство для определения по меньшей мере одного из:
отклонения фазы для частотного канала из множества частотных каналов, демультиплексированных из несущей, с целью компенсации изменения групповой задержки в упомянутой несущей и отклонения коэффициента усиления для упомянутого частотного канала с целью компенсации изменения коэффициента усиления в упомянутой несущей; и
средство для применения определенного по меньшей мере одного из: отклонения фазы и отклонения коэффициента усиления к упомянутому частотному каналу до восстановления несущей из указанного множества частотных каналов, причем средство определения выполнено с возможностью определения отклонения фазы для каждого частотного канала из множества частотных каналов в зависимости от фазы других частотных каналов из упомянутого множества частотных каналов с целью обеспечения приближения к равномерной групповой задержке по полосе частот упомянутой несущей и с целью компенсации нежелательного изменения групповой задержки, внесенного до и после применения определенного отклонения фазы, и/или
средство определения дополнительно выполнено с возможностью определения отклонения коэффициента усиления для упомянутого частотного канала с целью обеспечения приближения к равномерному коэффициенту усиления по упомянутой несущей и с целью компенсации нежелательного изменения коэффициента усиления до и после применения определенных отклонений коэффициента усиления и фазы.

2. Устройство по п.1, содержащее сеть с формированием луча, обеспечивающую множество трактов для маршрутизации сигналов, представляющих несущую, причем это множество трактов содержит первый тракт для приема указанного частотного канала, и причем средство определения выполнено с возможностью определения отклонения фазы для указанного частотного канала с целью выравнивания групповой задержки упомянутой несущей в первом тракте и групповой задержки несущей в другом тракте из множества трактов.

3. Устройство по п.1, в котором средство определения отклонения коэффициента усиления и фазы выполнено с возможностью определения отклонения коэффициента усиления и фазы в зависимости от хранимых профилей характеристик коэффициента усиления и фазы по меньшей мере одного компонента системы спутниковой связи.

4. Устройство по п.1, содержащее по меньшей мере один полосовой фильтр для фильтрации целевого сигнала, и упомянутое средство определения выполнено с возможностью определения упомянутых отклонений коэффициента усиления и фазы с целью компенсации изменения групповой задержки и коэффициента усиления в упомянутой несущей, внесенных по меньшей мере одним полосовым фильтром.

5. Устройство по любому из предыдущих пунктов, дополнительно содержащее:
демультиплексор для демультиплексирования несущей во множество частотных каналов;
процессор для обработки частотных каналов, причем процессор содержит средство определения и средство применения; и
мультиплексор для восстановления несущей из обработанных и компенсированных частотных каналов.

6. Система спутниковой связи, содержащая устройство по п.5.

7. Способ обработки сигналов в системе спутниковой связи, содержащий этапы:
определения по меньшей мере одного из: отклонения фазы для частотного канала из множества частотных каналов, демультиплексированных из несущей, с целью компенсации любого изменения групповой задержки в упомянутой несущей и отклонения коэффициента усиления для упомянутого частотного канала с целью компенсации любого изменения коэффициента усиления в упомянутой несущей; и
применения определенного по меньшей мере одного из: отклонения фазы и отклонения коэффициента усиления к частотному каналу до восстановления несущей из указанного множества частотных каналов,
в котором этап определения отклонения фазы содержит этап определения отклонения фазы для каждого частотного канала из множества частотных каналов в зависимости от фазы других частотных каналов из упомянутого множества частотных каналов с целью обеспечения приближения к равномерной групповой задержке по полосе частот несущей и компенсации нежелательного изменения групповой задержки, внесенного до и после применения определенного отклонения фазы, и/или
этап определения отклонения коэффициента усиления содержит определение отклонения коэффициента усиления для частотного канала с целью обеспечения приближения к равномерному коэффициенту усиления по упомянутой несущей и с целью компенсации нежелательного изменения коэффициента усиления до и после применения определенных отклонений коэффициента усиления и фазы.

8. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап
маршрутизации сигналов, представляющих указанную несущую, по множеству трактов в сети с формированием луча, причем этап определения отклонения фазы для упомянутого частотного канала содержит этап определения отклонения фазы для частотного канала, маршрутизированного вдоль первого тракта, с целью выравнивания групповой задержки несущей в первом тракте и групповой задержки упомянутой несущей во втором тракте из множества трактов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области спутниковых телекоммуникаций. Техническим результатом является уменьшение плотности теплового потока на поверхности раздела канала, работающего в режиме вне полосы.

Изобретение относится к области радиосвязи, в частности к устройству для калибровки многолучевой спутниковой системы, и предназначено для обеспечения калибровки на любой частоте в пределах диапазона рабочих частот спутниковой системы.

Изобретение относится к системе спутниковой связи. Технический результат состоит в расширении связи между транспортным средством и спутником в зоне невидимости спутника.

Изобретение относится к системам связи, которые используются в салоне летательных аппаратов (ЛА), и позволяет оптимизировать по пространству и массе решение для передачи ВЧ-сигнала для системы связи в ЛА.

Изобретение относится к области радиосвязи с применением спутников-ретрансляторов на высокоэллиптических орбитах. Технический результат состоит в повышении эффективности использования бортовой приемопередающей аппаратуры спутника-ретранслятора, участвующей в формировании многолучевого покрытия зоны обслуживания.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах направленной передачи цифровых данных между воздушным судном и наземными станциями. Технический результат состоит в повышении качества передачи данных между воздушным судном и наземной станцией.

Изобретение относится к области систем связи для вызова служб неотложного реагирования с борта самолета. Техническим результатом является обеспечение оперативной связи со службами неотложного реагирования устройства связи, расположенного на борту самолета.

Изобретение относится к беспроводной связи, а именно к способу предоставления услуги факсимильной связи. Техническим результатом является обеспечение корректного использования услуги факсимильной связи в спутниковой линии связи.

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к космической межспутниковой связи, и может быть использовано в космической спутниковой навигационной группировке ГЛОНАСС.

Изобретение относится к области радиосвязи с применением спутников-ретрансляторов на высокой, например, геостационарной орбите и предназначено для преимущественного использования в глобальных космических системах ретрансляции и связи, осуществляющих информационный обмен с космическими и наземными абонентами.

Изобретение относится к системе связи, использующей телекоммуникационные сети для установки радиочастотных соединений между одной главной наземной станцией, соединенной с центром управления сетью (ЦУС), и наземными терминалами посредством спутника многоточечной связи, и предназначено для снижения перекрестных помех. Изобретение раскрывает, в частности, телекоммуникационную сеть (100), которая состоит из зоны покрытия, состоящей из нескольких ячеек, в которой расположены терминалы (106), при этом каждая ячейка закреплена, по меньшей мере, за одним точечным лучом спутника, которому выделен диапазон частот. Центр ЦУС (105) содержит средства определения параметров передачи (108), характерных для координат терминалов в зоне покрытия, известные как средства оптимизации, при этом параметры охватывают всю зону покрытия и средства передачи всех параметров (107, LMA, LDA) каждому из указанных наземных терминалов (106). Каждый терминал (106) содержит средства хранения (112), по меньшей мере, части всех параметров, средства определения своих географических координат (113) в зоне покрытия и средства определения параметров передачи (114) для использования исходя из параметров и географических координат. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системе связи для летательного аппарата. Технический результат состоит в обеспечении летательного аппарата средствами связи. Для этого приемопередающее устройство (22) содержит по меньшей мере один передатчик (24), по меньшей мере один приемник (26, 28) и по меньшей мере одну антенну, с по меньшей мере одним устройством (12) обработки данных, соединенным с приемопередающим устройством (22) посредством устройства (20) передачи данных, и связанным с устройством (12) обработки данных устройством (14) управления, имеющим приводимые в действие вручную переключатели, клавиши и/или ручки (18) настройки, для ввода данных в по меньшей мере одно устройство (12) обработки данных. Устройство (14) управления соединено с одним устройством (12) обработки данных механически в единый конструктивный блок (16). 2 н. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к способу устранения помех в телекоммуникационной сети, содержащей многолучевой спутник, область покрытия, составленную из множества ячеек, в которых расположены терминалы, по меньшей мере две из указанных ячейки, называемые первой и второй ячейками, связаны с одной и той же частотной полосой, первую наземную станцию, состоящую из первого демодулятора, способного демодулировать сигналы, передаваемые терминалами, расположенными в первой ячейке, и вторую наземную станцию, состоящую из второго демодулятора, отличного от первого демодулятора, способного демодулировать сигналы, передаваемые терминалами, расположенными во второй ячейке. Способ преимущественно использует информацию, поставляемую терминалом, в частности его положение и параметры передачи, и позволяет устанавливать соответствующее значение G/T. Эта информация затем передается на демодулятор второй наземной станции и будет использоваться для воссоздания сигнала, содержащего сообщение, и удаления его из полученного сигнала. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области космической техники и может быть использовано для постоянной устойчивой теле- и радиосвязи с участками Земли, находящимися вне зоны видимости одного спутника, с помощью системы связи, состоящей из двух унифицированных геостационарных спутников. Технический результат состоит в создании космической системы связи с географическими участками-антиподами, находящимися в разных условных полушариях относительно друг друга. Для этого ведомые спутники оборудуются аппаратурой радионавигации и системой навигации и управления движением, межспутниковую связь дополняют служебными двусторонними каналами связи, ведомые спутники располагают в зонах видимости адресных наземных пунктов связи, недоступных для ведущего спутника, управление ведомыми спутниками и контроль над их техническим состоянием производят посредством ведущего спутника, находящегося постоянно в зонах видимости хотя бы одного наземного командно-измерительного пункта и наземного пункта связи - антиподов адресным наземным пунктам связи. 1 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат состоит в повышении помехоустойчивости системы. Для этого установка (1) для распространения/приема спутниковых сигналов включает отражатель (3), пригодный для приема и распространения радиосигналов, модуль (2) распространения/приема, включающий LNB (4), пригодный для преобразования радиосигналов в электрические сигналы в первой полосе частот, фокусируемые отражателем (3), усиления электрических сигналов в первой полосе частот и понижения первой полосы частот до первой промежуточной полосы частот. Модуль (2) распространения/приема также включает излучатель (ТХ), пригодный для усиления электрических сигналов во второй промежуточной полосе частот, не имеющей общих частот с первой промежуточной полосой, повышения второй промежуточной полосы до второй полосы частот (S), преобразования в радиосигналы электрических сигналов во второй полосе частот и для передачи этих радиосигналов к отражателю (3). Установка (1) также включает корпус (21), который включает модулятор (25), пригодный для модуляции электрических сигналов во второй промежуточной полосе частот, выход (32), пригодный для передачи к декодеру (31) электрических сигналов в первой промежуточной полосе частот, и коаксиальный кабель (20), соединяющий модуль (2) и корпус (21). 17 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области автоматизированных систем управления подвижными объектами, в частности космическими аппаратами (КА), и, более конкретно, к способам защиты командно-измерительной системы космического аппарата от несанкционированного вмешательства, возможного со стороны нелегитимных пользователей - злоумышленников. Технический результат заключается в возможности блокирования команд, полученных от нелегитимного пользователя, в том числе и в защите от несанкционированного вмешательства в работу командно-измерительной системы космического аппарата. Для этого координаты источника сигналов оцениваются и сравниваются с хранимыми в бортовой памяти координатами наземного комплекса управления. При близком совпадении координат принимается решение о легитимности источника сигналов. А при несовпадении координат блокируют команды, полученные от нелегитимного источника сигналов. Таким образом, решается задача защиты командной линии космического аппарата и, в частности, исключения несанкционированного доступа нелегитимных пользователей к командно-измерительной системе КА. 1 ил.

Изобретение относится к системе связи, предназначенной, в частности, для сбора показаний коммунальных счетчиков по всему географическому региону. Предложен терминал для связи со спутником связи, содержащий: первый приемопередатчик для связи, с устройством в сети ближней связи; второй приемопередатчик для связи с геостационарным спутником связи в сети, в которой развернуто множество прямых каналов для передачи данных со спутника связи в упомянутый терминал и множество обратных каналов для передачи данных из терминала в упомянутый спутник связи, причем второй приемопередатчик сконфигурирован для передачи данных из упомянутого устройства в одном из упомянутого множества обратных каналов. 6 н. и 24 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат состоит в повышении качества принимаемой информации. Для этого бортовая радиочастотная схема установлена на спутнике, при этом данные передаются по нескольким каналам при помощи радиочастотных сигналов, причем один канал соответствует одной полосе частот, и с каналом может быть связана цепь (400, 401) усиления для генерирования радиочастотного сигнала, предназначенного для передачи по этому каналу, причем упомянутая цепь содержит, по меньшей мере, один усилитель с переменным коэффициентом усиления, а радиочастотные сигналы уплотняют при помощи устройства уплотнения, содержащего фильтры. Цепи усиления содержат силовую нагрузку, выполненную с возможностью рассеяния мощности сигналов, отражаемой фильтрами, при этом нагрузка содержит средства генерирования сигнала A(t) тревоги, представляющего уровень мощности отражаемых сигналов, сигнал тревоги используется для контроля коэффициента усиления усилителя с переменным коэффициентом усиления. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к системам спутниковой связи, имеющим космический и наземный сегменты, и, в частности, к многоуровневой спутниковой системе связи с использованием низкоорбитальных группировок космических аппаратов наблюдения. Технический результат состоит в повышении оперативности связи при отсутствии межспутниковых каналов связи и наземных каналов связи. Для этого космический сегмент состоит из орбитальной группировки из трех спутников-ретрансляторов, равномерно разнесенных относительно друг друга по геостационарной, орбите и орбитальной группировки космических аппаратов наблюдения и связи, состоящей из низковысотной группировки космических аппаратов наблюдения и средневысотной группировки космических аппаратов связи, наземный сегмент состоит из наземных комплексов приема-передачи целевой информации и управления низковысотной группировкой космических аппаратов наблюдения и средневысотной группировкой космических аппаратов связи, а также из наземных комплексов приема-передачи целевой информации и управления орбитальной группировкой спутников-ретрансляторов на геостационарных орбитах. 1 ил.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в авиации для контроля прохождения маршрута полета самолетом без использования наземных средств контроля. Технический результат состоит в повышении качества контроля и управления воздушным движением. Для этого непрерывно определяют собственные координаты полета воздушного судна, передают их на спутники связи с дальнейшей передачей этими спутниками на единый диспетчерским пункт. Система контроля воздушного движения содержит созвездия датчиков навигационных спутниковых радиосигналов GPS/ГЛОНАС/Галилео и их приемник, введены: созвездие спутников связи, микропроцессор (МП), передатчик, блок ввода и блок вывода, а также 1-N наземных базовых станций, причем: выход приемника навигационных радиосигналов первой шиной USB соединен с первым входом микропроцессора, а блок ввода соединен с вторым его входом; первый выход МП через передатчик и вторую антенну соединен вторым радиоканалом с созвездием спутников связи, выход которых третьим радиоканалом соединен с 1-N наземными базовыми станциями, а второй вход МП через блок вывода второй шиной USB соединен с пультом информации экипажа. 1 ил.
Наверх