【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于深空探測、衛星通信、無線通信，涉及一種基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法及系統。
技術介紹
1、在深空探測、衛星通信、無線通信等領域，由于目標距離地面站十分遙遠，在目標與地面站之間的信號傳輸面臨巨大的傳輸路徑損耗，這對通信系統提出了非常苛刻的性能要求。現階段，向深空目標或衛星傳輸信號的任務一般由大口徑天線來完成，天線口徑越大，通信性能越好，然而通過繼續增加天線口徑來提升性能已十分困難。
2、與下行組陣技術相比，上行組陣技術必須解決地面站發射機相位調整的問題，通過在地面站進行相位補償，使上行信號能夠在目標處實現同相疊加，目前多采用開環校準法。
3、開環校準法典型代表為基于甚長基線干涉測量技術(very?long?baselineinterferometry，vlbi)的上行組陣校準技術，如圖1所示，地面站由vlbi接收機與發射機組成，分為三種工作模式：模式1為觀測模式，使用vlbi接收機接收下行信號；模式2為發射通道校準模式，地面站發射機發射信號，vlbi接收機接收信號；模式3為上行工作模式，使用發射機發射上行信號。其缺點主要體現在以下方面：(1)需要目標與地面站之間的密切配合。如：在vlbi校準技術中，為了獲取各地面站的地理位置信息，目標向地面各站點發射下行參考信號，地面各站點接收參考信號并計算參考信號到達各站點時延差。在參考信號發射并被地面站接收的過程中，為了確保信號能夠被準確無誤地捕獲與識別，空地通信雙方需要知曉信號載波頻率、碼元速率、信號波形等先驗信息。(2)需要以專門設計的參考信號
4、開環校準法的另外一種典型為載波相位并行校準法，主要是利用偽隨機序列區分不同地面站發射的信號，如圖2所示。其缺點主要體現在以下方面：(1)地面站發射的上行信號必須是調制有不同偽隨機序列的信號。如：在載波相位并行校準法中，為了能在目標處分離各路上行信號，上行信號必須是調制有不同偽隨機序列的信號，使用其他非正交信號無法實現信號的分離。并且為了使目標能夠準確無誤地接收地面站發射的信號，空地之間需要密切配合，雙方均要知曉信號先驗信息。(2)目標需要具備接收處理參考信號的功能，這對目標提出了更高的性能要求。如：在載波相位并行校準法中，地面站發射調制有不同偽隨機序列的上行參考信號，目標接收到各路混疊而成的信號，利用偽隨機序列良好的正交性能分離出各路信號，并求取相位差。在此過程中，區別于普通的接收轉發功能，目標必須具備分離信號，求取相位差的能力，對于目標提出了更高的性能要求。(3)目標計算出各上行信號相位后需要設計一個空地通信系統完成相位信息的傳遞。如：在載波相位并行校準法中，在深空中，目標成功分離各上行信號并精確計算出各路信號相位差之后，要將結果準確無誤地反饋至地面站，以便進行相位補償操作。為了確保相位信息精確無誤地傳輸至地面，必須構建一個專門傳遞相位信息的通信系統，該系統與常規的空地通信系統相獨立。此通信系統必須確保目標發出的相位信息廣播信號能被所有地面站準確無誤地接收，任何誤差都將影響相位標準的精確度。(4)為了實現信號分離需要犧牲功率發射偽隨機序列。如：在載波相位并行校準法中，偽隨機序列不攜帶任何有用信息，但是為了實現各路上行信號在目標處的分離，必須周期性發射調制有偽隨機序列的參考信號，這導致本應傳輸有用信息的信道傳輸了偽隨機序列，導致功率的浪費。
5、綜上所述，兩種方法存在的缺點主要有：(1)對于空地配合要求高；(2)對于處理硬件，處理能力要求高；(3)環境適應性差；(4)校準設備、校準流程復雜；(5).應用范圍有限。
技術實現思路
1、本專利技術針對上述開環校準法存在的技術問題，提供一種基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法及系統，使用鎖相環自動對上行信號相位進行校準，有效的克服了開環校正法中流程復雜，限制條件多，靈活性低的缺點，使得上行信號相位能夠隨信道、地面站變化而自動變化，且不需要發射專門的參考信號。
2、為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供一種基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法，包括以下步驟：
4、s1：地面站發射初始上行信號；
5、s2：目標接收上行信號并疊加形成混疊信號，目標把混疊信號轉發到地面站；
6、s3：地面站鎖相環根據混疊信號進行上行信號相位調整。
7、上述技術方案中所述步驟s3具體包括：
8、s301：乘法器計算混疊信號與壓控振蕩器的其中一路輸出信號的誤差信號；
9、s302：誤差信號經過低通濾波器濾除高頻分量后進入相位誤差檢測器得到瞬時相位誤差信號；
10、s303：瞬時相位誤差信號通過環路濾波器再次濾除高頻分量后進入壓控振蕩器并輸出信號；所述壓控振蕩器輸出信號分為兩路，一路作為地面站發射信號上行至目標，另一路反饋至環路輸入端與混疊信號計算誤差信號；
11、s304：環路跟隨輸入參考信號的變化而不斷調整，最終完成環路鎖定，各路上行信號在目標處同相疊加。
12、上述技術方案中所述步驟s301具體包括：
13、將目標接收到的混疊信號分成兩路送入乘法器，兩路混疊信號分別與壓控振蕩器的其中一路輸出信號的同相支路信號和正交支路信號相乘，得到同相支路的誤差信號和正交支路的誤差信號。
14、第二方面，本專利技術還提供一種基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸系統，包括：多個地面站和一個目標，每個所述地面站設置鎖相電路，所述鎖相電路中包括兩個乘法器、低通濾波器、相位誤差檢測器、環路濾波器和壓控振蕩器；
15、兩個乘法器用于計算混疊信號與壓控振蕩器的其中一路輸出信號的誤差信號；
16、低通濾波器用于濾除誤差信號中的高頻分量；
17、相位誤差檢測器用于得到瞬時相位誤差信號；
18、環路濾波器用于濾除瞬時相位誤差信號中的高頻分量；
19、壓控振蕩器用于輸出信號。
20、上述技術方案中其中一個所述乘法器用于將其本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：
3.根據權利要求2所述的基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法，其特征在于，所述步驟S301具體包括：
4.實現權利要求1~3任一項所述的基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法的上行鏈路組陣傳輸系統，包括：多個地面站和一個目標，其特征在于，每個所述地面站設置鎖相電路，所述鎖相電路中包括兩個乘法器、低通濾波器、相位誤差檢測器、環路濾波器和壓控振蕩器；
5.根據權利要求4所述的上行鏈路組陣傳輸系統，其特征在于，其中一個所述乘法器用于將其中一路混疊信號與壓控振蕩器的其中一路輸出信號的同相支路信號相乘得到同相支路的誤差信號，另一個所述乘法器用于將另一路混疊信號與壓控振蕩器的其中一路輸出信號的正交支路信號相乘得到正交支路的誤差信號。
6.一種電子設備，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述處理器和所述存儲器通過總線完成相互間的通信；所述存儲器存儲有可被所述處理器執行的
7.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1~3任一項所述的方法。
...【技術特征摘要】
1.一種基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法，其特征在于，所述步驟s3具體包括：
3.根據權利要求2所述的基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法，其特征在于，所述步驟s301具體包括：
4.實現權利要求1~3任一項所述的基于鎖相環控制的上行鏈路組陣傳輸方法的上行鏈路組陣傳輸系統，包括：多個地面站和一個目標，其特征在于，每個所述地面站設置鎖相電路，所述鎖相電路中包括兩個乘法器、低通濾波器、相位誤差檢測器、環路濾波器和壓控振蕩器；
5.根據權利要求4所述的上行鏈路組陣傳...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡赟鵬，沈智翔，吳京，姚祥文，朱兆瑞，劉廣怡，宋濤，杜嘉薇，
申請(專利權)人：中國人民解放軍網絡空間部隊信息工程大學，
類型：發明
國別省市：
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