基于lte的卫星移动通信方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出一种基于LTE的卫星移动通信方法及系统，其中方法包括以下步骤：呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号；卫星对载波频分多址信号进行快速傅立叶变换，以获得用户数据和控制信息，并将控制信息发送至地面信关站；地面信关站根据控制信息生成随路控制信息，并将随路控制信息发送至卫星，以使卫星根据用户数据和随路控制信息进行合成以生成资源块；卫星对资源块进行快速傅立叶逆变换以生成正交频分复用信号，并将正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现呼叫终端与被呼叫终端的通信。根据本发明实施例的方法，通过在卫星上对通话数据进行处理实现呼叫终端与被呼叫终端的数据直通，同时减少通信的链路延时，提高了用户的满意度。
【专利说明】基于LTE的卫星移动通信方法及系统【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，特别涉及一种基于LTE的卫星移动通信方法及系统。【背景技术】
[0002]目前，在卫星移动通信中由于使用卫星作为中继，信号传播时延大。现有的两跳通信过程为，呼叫终端向卫星中继发射数据，由卫星透明的转发给地面信关站，地面信关站进行处理，并将处理后的数据发送给卫星，卫星在转发给被呼叫终端。卫星中继离地面约36000km，地面向卫星发射一次数据的延时为120ms。因此现有的两跳通信过程完成一次往返的信息传递最小时延高达960ms。
[0003]如此大的时延在实时通话过程中，使得用户的满意度降低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0005]为此，本发明的一个目的在于提出一种基于LTE的卫星移动通信方法。所述方法具有减少通信链路延时的优点。
[0006]本发明的另一目的在于提出一种基于LTE的卫星移动通信系统。
[0007]为达到上述目的，本发明一方面的实施例提出一种基于LTE的卫星移动通信方法，包括以下步骤:呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号；所述卫星对所述载波频分多址信号进行快速傅立叶变换，以获得用户数据和控制信息，并将所述控制信息发送至地面信关站；所述地面信关站根据所述控制信息生成随路控制信息，并将所述随路控制信息发送至所述卫星，以使所述卫星根据所述用户数据和所述随路控制信息进行合成以生成资源块；所述卫星对所述资源块进行快速傅立叶逆变换以生成正交频分复用信号，并将所述正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现所述呼叫终端与所述被呼叫终端的通信。
[0008]根据本发明实施例的方法，通过在卫星上对通话数据进行处理实现呼叫终端与被呼叫终端的数据直通，同时减少通信的链路延时，提高了用户的满意度。
[0009]在本发明的一个实施例中， 所述呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号之后，还包括:去除所述载波频分多址信号的循环前缀。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述卫星通过上行共享信道传输所述用户数据。
[0011 ] 在本发明的一个实施例中，所述卫星通过物理上行控制信道将所述控制信息传输给所述地面信关站。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述正交频分复用信号承载在载波上，且所述正交频分复用信号包括控制区域和数据区域。
[0013]为达到上述目的，本发明的实施例另一方面提出一种基于LTE的卫星移动通信系统，包括:发送模块，用于呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号；转换模块，用于所述卫星对所述载波频分多址信号进行快速傅立叶变换，以获得用户数据和控制信息，并将所述控制信息发送至地面信关站；合成模块，用于所述地面信关站根据所述控制信息生成随路控制信息，并将所述随路控制信息发送至所述卫星，以使所述卫星根据所述用户数据和所述随路控制信息进行合成以生成资源块；通信模块，用于所述卫星对所述资源块进行快速傅立叶逆变换以生成正交频分复用信号，并将所述正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现所述呼叫终端与所述被呼叫终端的通信。
[0014]根据本发明实施例的系统，通过在卫星上对通话数据进行处理实现呼叫终端与被呼叫终端的数据直通，同时减少通信的链路延时，提高了用户的满意度。
[0015]在本发明的一个实施例中，所述转换模块还用于去除所述载波频分多址信号的循环前缀。
[0016]在本发明的一个实施例中，所述转换模块通过上行共享信道传输所述用户数据。
[0017]在本发明的一个实施例中，所述转换模块通过物理上行控制信道将所述控制信息传输给所述地面信关站。
[0018]在本发明的一个实施例中，所述正交频分复用信号承载在载波上，且所述正交频分复用信号包括控制区域和数据区域。
[0019]本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021]图1为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信方法的流程图；
[0022]图2为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信的示意图；
[0023]图3为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信的处理过程示意图；
[0024]图4为根据本发明一个实施例的上行子帧的结构示意图；
[0025]图5为根据本发明一个实施例的下行子帧的结构示意图；以及
[0026]图6为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0027]下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0028]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0029]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0030]图1为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信方法的流程图。图2为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信的示意图。如图1和图2所示，根据本发明实施例的基于LTE的卫星移动通信方法包括以下步骤:
[0031]步骤101，呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号。之后，去除载波频分多址信号的循环前缀。
[0032]步骤102，卫星对载波频分多址信号进行快速傅立叶变换，以获得用户数据和控制信息，并将控制信息发送至地面信关站。其中，卫星通过物理上行控制信道将控制信息传输给地面信关站。卫星通过上行共享信道传输用户数据。
[0033]步骤103，地面信关站根据控制信息生成随路控制信息，并将随路控制信息发送至卫星，以使卫星根据用户数据和随路控制信息进行合成以生成资源块。
[0034]步骤104，卫星对资源块进行快速傅立叶逆变换以生成正交频分复用信号，并将正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现呼叫终端与被呼叫终端的通信。
[0035]在本发明的一个实施例中，正交频分复用信号承载在载波上，且正交频分复用信号包括控制区域和数据区域。
[0036]图3为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信的处理过程示意图。如图3所示，呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号(即上行SC-FDMA信号)。卫星接收到呼叫用户的上行SC-FDMA信号后，对其进行去除循环前缀(即去CP)和快速傅立叶变换(FFT)获得用户数据和控制信号(即控制信息)。控制信号发送给地面信关站。卫星根据用户数据和上行随路控制信息，生成资源块，并经过快速傅立叶逆变换(IFFT变换)生成下行正交频分复用信号(即下行OFDM信号)，并将下行正交频分复用信号发送给被呼叫终端。
[0037]在本发明的一个实施例中，物理上行共享信道(PUSCH)用来传输用户数据。物理上行控制信道(PUCCH)传输控制信号(即控制信息)，包括CQI/PM1、ACK/NACK、RI。参考信号为PUSCH参考信号。上行子帧的结构如图4所示。
[0038]在本发明的一个实施例中，下行控制信道包括物理控制格式指示信道(PCFICH)，物理HARQ指示信道(PHICH)和物理下行控制信道(PDCCH)。通常配置情况下行链路控制信道占用一个子帧中的OFDM信号的前3个。下行数据信道主要包括:物理广播信道(PBCH)、物理下行共享信道(PDSCH)、物理多播信道(PMCH)。已知的参考符号插入到正交频分复用信号的结构中。下行子帧的结构如图5所示。
[0039]根据本发明实施例的方法，通过在卫星上对通话数据进行处理实现呼叫终端与被呼叫终端的数据直通，同时减少通信的链路延时，提高了用户的满意度。
[0040]图6为根据本发明一个实施例的基于LTE的卫星移动通信系统的结构框图。如图6所示，根据本发明实施例的基于LTE的卫星移动通信系统包括发送模块100、转换模块200、合成模块300和通信模块400。
[0041]其中，发送模块100用于呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号。
[0042]转换模块200用于卫星对载波频分多址信号进行快速傅立叶变换，以获得用户数据和控制信息，并将控制信息发送至地面信关站。
[0043]在本发明的一个实施例中，转换模块200还用于去除载波频分多址信号的循环前缀。转换模块200通过上行共享信道传输用户数据，并且通过物理上行控制信道将控制信息传输给地面信关站。
[0044]合成模块300用于地面信关站根据控制信息生成随路控制信息，并将随路控制信息发送至卫星，以使卫星根据用户数据和随路控制信息进行合成以生成资源块。
[0045]通信模块400用于卫星对资源块进行快速傅立叶逆变换以生成正交频分复用信号，并将正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现呼叫终端与被呼叫终端的通信。正交频分复用信号承载在载波上，且正交频分复用信号包括控制区域和数据区域。
[0046]在本发明的一个实施例中，发送模块100向卫星发送载波频分多址信号(即上行SC-FDMA信号)。卫星接收到呼叫用户的上行SC-FDMA信号后，转换模块200对其进行去除循环前缀(即去CP)和快速傅立叶变换(FFT)获得用户数据和控制信号(即控制信息)，并将控制信号发送给地面信关站。合成模块300根据用户数据和上行随路控制信息，生成资源块，并经过快速傅立叶逆变换(IFFT变换)生成下行正交频分复用信号(即下行OFDM信号)，并由通信模块400将下行正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现呼叫终端与被呼叫终端的通信。
[0047]在本发明的一个实施例中，物理上行共享信道(PUSCH)用来传输用户数据。物理上行控制信道(PUCCH)传输控制信号(即控制信息)，包括CQI/PM1、ACK/NACK、RI。参考信号为PUSCH参考信号。上行子帧的结构如图4所示。
[0048]在本发明的一个实施例中，下行控制信道包括物理控制格式指示信道(PCFICH)，物理HARQ指示信道(PHICH)和物理下行控制信道(PDCCH)。通常配置情况下行链路控制信道占用一个子帧中的OFDM信号的前3个。下行数据信道主要包括:物理广播信道(PBCH)、物理下行共享信道(PDSCH)、物理多播信道(PMCH)。已知的参考符号插入到正交频分复用信号的结构中。下行子帧的结构如图5所示。
[0049]根据本发明实施例的系统，通过在卫星上对通话数据进行处理实现呼叫终端与被呼叫终端的数据直通，同时减少通信的链路延时，提高了用户的满意度。
[0050]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种基于LTE的卫星移动通信方法，其特征在于，包括以下步骤: 呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号； 所述卫星对所述载波频分多址信号进行快速傅立叶变换，以获得用户数据和控制信息，并将所述控制信息发送至地面信关站； 所述地面信关站根据所述控制信息生成随路控制信息，并将所述随路控制信息发送至所述卫星，以使所述卫星根据所述用户数据和所述随路控制信息进行合成以生成资源块； 所述卫星对所述资源块进行快速傅立叶逆变换以生成正交频分复用信号，并将所述正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现所述呼叫终端与所述被呼叫终端的通信。
2.如权利要求1所述的基于LTE的卫星移动通信方法，其特征在于，所述呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号之后，还包括: 去除所述载波频分多址信号的循环前缀。
3.如权利要求1所述的基于LTE的卫星移动通信方法，其特征在于，所述卫星通过上行共享信道传输所述用户数据。
4.如权利要求1所述的基于LTE的卫星移动通信方法，其特征在于，所述卫星通过物理上行控制信道将所述控制信息传输给所述地面信关站。
5.如权利要求1所述的基于LTE的卫星移动通信方法，其特征在于，所述正交频分复用信号承载在载波上，且所述正交频分复用信号包括控制区域和数据区域。
6.一种基于LTE的卫星移动通信系统，其特征在于，包括以下步骤: 发送模块，用于呼叫终端向卫星发送载波频分多址信号； 转换模块，用于所述卫星对所述载波频分多址信号进行快速傅立叶变换，以获得用户数据和控制信息，并将所述控制信息发送至地面信关站； 合成模块，用于所述地面信关站根据所述控制信息生成随路控制信息，并将所述随路控制信息发送至所述卫星，以使所述卫星根据所述用户数据和所述随路控制信息进行合成以生成资源块；以及 通信模块，用于所述卫星对所述资源块进行快速傅立叶逆变换以生成正交频分复用信号，并将所述正交频分复用信号发送给被呼叫终端，以实现所述呼叫终端与所述被呼叫终端的通信。
7.如权利要求6所述的基于LTE的卫星移动通信系统，其特征在于，所述转换模块还用于去除所述载波频分多址信号的循环前缀。
8.如权利要求6所述的基于LTE的卫星移动通信系统，其特征在于，所述转换模块通过上行共享信道传输所述用户数据。
9.如权利要求6所述的基于LTE的卫星移动通信系统，其特征在于，所述转换模块通过物理上行控制信道将所述控制信息传输给所述地面信关站。
10.如权利要求6所述的基于LTE的卫星移动通信系统，其特征在于，所述正交频分复用信号承载在载波上，且所述正交频分复用信号包括控制区域和数据区域。
【文档编号】H04B7/185GK103475403SQ201310384465
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年8月29日 优先权日:2013年8月29日
【发明者】丁国鹏, 张秀丽, 高镇, 赵明, 肖立民, 潘文 申请人:清华大学