一种用于卫星通信的方法和系统与流程
本公开内容涉及通信领域并具体涉及在卫星通信网络中在卫星及其相关联的终端之间保持的通信。
背景技术：
下文中所称的术语“卫星系统”应该被理解为包涵构成地球同步卫星系统、近地轨道(“leo”)卫星系统和中地球轨道(“meo”)卫星系统以及诸如长时间保持在空中的同时提供大面积投送的手段的准同步飞行器的高空站(“hap”)、高空长航时无人机(“haleuav”)等的其他类型平台的群组的任何一个或多个成员。
在典型卫星通信网络中，一部分可用容量被分配用于正向链路的集线器到卫星的通信，类似地，一部分返回链路容量被分配用于卫星到集线器的通信。尽管被分配用于与集线器(也被称为地面站、网关或远端口(teleport))通信的这些部分的链路容量并没有在下面的描述中被讨论，但应该注意的是，在卫星仅仅用作“弯管”(bentpipe)的情况下，在下面公开内容中讨论的方法和空中接口协议也可以，并且典型地，在这样的集线器中实现。即，卫星除了执行基本过滤和频率移动之外不处理其接收的信号。
在各种卫星通信系统中，使用了频分双工(fdd)。对于rf链路的正向业务(即从卫星传送到终端的业务)和对于返回业务(即从终端传送到卫星的业务)使用不同频率。
典型地，对于在上行链路(用于集线器到卫星的通信和终端到卫星的通信的传输)中分配的容量部分，分配的频率实质不同于分配用于使用为此分配的容量部分的执行下行链路通信(即，卫星到集线器的通信和卫星到终端的通信)的频率。
由于发送来自/去往相邻卫星的传输而发生的干扰，使用与由于使用相同频率沿卫星波束传送的通信而发生的干扰相同的频率，容易降低接收性能且限制最大信道吞吐量。
对沿卫星链路交换的通信的干扰是限制卫星通信容量的主要因素之一。调制解调器卫星包括多个转发器，以不同频率、不同天线(单波束或多波束)以及每个天线的不同极化来传输。由此，卫星链路的地面接收机易受到例如可能来自在相同频率、相同波束但不同极化(同频、同波束、交叉极化)、相同频率但不同波束(同频、相邻波束)以及来自相同或不同波束的相邻频率信道的同频率传输的干扰的影响。
由于卫星上行链路接收机也易于受到干扰的影响，上行链路上的干扰可能也会泄露到所需的信道中。此外，还有可能出现源自相邻卫星的不想要的干扰以及来自陆地来源的干扰信号。
运营商违反规则或错误可能导致事件。但是，由于新建立的载波id标准，使得卫星运营商或监管机构能够识别且关闭干扰传输，这些事件的影响被减轻。尽管如此，根据运营规则和监管运行的链路还是会成为干扰源。
存在主动干扰消除手段。这样的手段典型地涉及构建专用接收机来捕捉干扰信号，然后通过将其从想要的信号中减掉而使之消除。显然，该技术昂贵且永远不可能实现完美的消除。即使干扰信号是已知的(传送虚帧的情况)，消除需要同步以及干扰的信道估计，这可能还需要安装附加电路。
技术实现要素：
在不能接收业务但发送业务的各种通信系统/网络终端中，为了容纳这样的限制，且同时有效利用上行链路和下行链路二者的容量，系统/网络必须执行专用正向链路复用和返回链路容量分配。
术语终端一般指的是连接到系统的端用户的通信系统的端站。在双向卫星通信系统的环境中，该术语指的是由消费者使用的地面站而术语集线器或网关指的是服务于服务提供商的地面站。
用于调度传输的一个方法是通过引入成帧机制来执行飞行(on-the-fly)发射-接收冲突解决方案而不对终端施加任何限制。为了这样做，调度器必须确保在不发射时分组在它们到达终端时只复用到正向链路上。这意味着，接着，正向链路复用器必须为每个(活动)终端保持独立队列，此外还要追踪卫星和该非常相同的终端之间的传播延迟。一旦每个返回链路时隙，且对于每个非空输出队列，调度器将使用延迟信息来考虑返回链路容量分配矩阵以便检查在正向链路接收的预计时间，终端是否被调度发射。调度器随后必须公平地服务于未堵塞队列。此外，调度必须允许终端特定预先同意的短传输窗用于随机接入返回链路传输。最后，返回链路容量分配必须保持终端的传输占空比低于100％以确保其能够发送正向链路业务而不过度延迟。
发射-接收调度还影响波束和卫星之间的终端切换。通过如上所述的方案，调度器必须包括在每个切换中以便确保正向链路数据被正确地路由。
卫星通信通常用于广播传输、分布和贡献链路、蜂窝和互联网连接回程业务、和/或用于许多其他通信用途。根据常规卫星通信技术，经由卫星传送的大部分的通信业务都在连续传输信道/链路上传送，其中非信息编码传输信号在传送信号的信息编码传输部分之间的时间间隙中传送。连续传输的常规使用(其中信息编码信号的部分之间的间隙被非信息编码信号(非信息编码传输信号)所填充)目的在于消除对接收机的需要，从而重新获取和重新同步到信息编码信号的不同传输突发。换言之，这样的连续传输模式使得接收机能够相对地以直接操作追踪各种传输参数。
因此，卫星通信标准，诸如dvb-s2和dvb-s2x定义了正向链路(从卫星向终端发送的传输)中的操作的连续传输模式，并且定义了每当(集线器)发射机没有数据要发射时，就将发射不包含信息的“虚帧”。
应该理解的是，术语波束和/或通信波束在此用于指定传送的电磁(em)波(通常是射频)的波束，其通过波束形成(例如利用波束形成器和相位阵列天线)导向(可选地，通过合适的天线模块)和/或组建以传播覆盖感兴趣的特定指定区域。在波束跳换操作中，多个这样的波束可以连续或不连续地从卫星发射，使得导向不同覆盖区域的数据带宽可能通过将一个或多个波束从一个覆盖区域跳换到另一覆盖区域(例如以时间交织方式)而动态分配，使得多个区域能够由较低数目的共存同时传送的波束经由时域动态波束分配到区域来服务。
术语信道和/或通信信道和/或链路和/或通信链路在此可互换用于指定在卫星和其服务的终端之一之间形成的通信信道。典型地，每个波束同时携带一个或多个通信信道到由此覆盖的区域中的终端。
的确，并非所有的在卫星和由此服务的终端之间交换的业务都需要使用严格连续通信模式(例如，后者在下文中被称为连续通信链路/信道)。交互通信例如就其本质是突发式的，而这样的链路的组合形成了非恒定速率的链路。根据链路的具体统计，通常在链路的分配带宽之间存在显著不同，这通常由用于传送信息的峰值信息速率到能够支持的平均信息速率之间的差异来确定。在连续通信模式(例如通过dvb-s2和dvb-s2x标准)中使用的虚帧被用来补偿该不同。
使用连续传输模式的常规技术的一个缺点在于虚帧的传输产生了对相邻波束和卫星的不必要的干扰，结果降低了传送信号的信号与噪声加干扰的比率(在此通常称为sinr)，这又会对接收机能够接收到的有效数据速率造成负面影响。
连续传输模式的另一个缺点与卫星/发射机的总数据带宽的分配/分布不足有关。这是因为，在这样的连续传输的模式中，特定数据带宽被分配用于发射实际不携带数据(没有有意义的数据)的虚帧，而这可能导致通信信道/波束数量上的降低，就像使用非连续传输模式(没有虚帧传输)的情况中可能出现的一样。换言之，在使用突发(非连续)传输模式时，在连续模式传送虚帧的传输时间可能被替换地分配用于一个或多个附加波束/信道/链路的传输并由此促进额外区域的覆盖范围和/或向每个波束/区域分配更大的数据带宽。因此，这样的话，传输资源被不同波束用于服务不同区域的波束跳换系统可能是有利的。
连续传输模式的又一个负面效果在于，与不传送虚帧的情况相比，其导致传输功率消耗增加，而能量通常对于卫星尤其是微或纳卫星而言是有价值的资源。
尽管如此，常规卫星通信技术正在实现连续传输模式，其中虚帧(和/或不编码任何有意义的/所需要的信息的其他虚传输部分)在信息编码传输部分之间的间隙中传送。这样做的目的在于促进要由应该接收信号的信号接收机(卫星终端)接收的传送的信号的有效获取。
的确，在突发式通信模式中，在信息编码信号部分的传输之间的时间间隙里不传送信号，这可能导致sinr(信号与干扰加噪声之比)、数据带宽、波束跳换覆盖区域以及能量消耗方面的更有效的通信。
但是，常规卫星通信技术，诸如dvb-s2和dvb-s2x标准，通常使用连续通信模式。这是因为，卫星通信中使用的常规接收机需要大量时间和资源来获取(执行信号获取)且可能同步到由突发式通信模式所提供的分别的通信突发的每个通信突发。更具体地，如下面将更加详细解释的那样，根据常规技术配置的接收机将需要接收至少两个，通常大于两个，通信帧，以便锁定到(获取)信号，信号由此将被接收。更具体地，常规接收机需要大量时间，在几个/多个通信帧上扩展以便同步信号，来扫描信号的可能的载波频率，直到确定正确载波频率，然后获取信号。这导致在传送/接收的信号的每次不连续之后的若干通信帧的实质损耗，这又会利用突发通信模式，对于常规接收机来说不现实/无效率。
在此，应该注意到，术语通信帧在此被用来指定传送的(em)信号的一部分(时间部分)，包括帧头部分(通常编码数据，至少指示通信的物理层的参数)和数据载荷部分，在数据载荷部分中对应该传送到接收机的实际数据进行编码。可选地，通信帧进一步包括额外的部分，诸如导频部分和/或其他。虚帧，在此用来指定这样的通信帧，其中信号的传送数据部分不对任何对于接收机有用的信息进行编码。数据编码帧，在此用来指定这样的通信帧，其中信号的传输数据部分对对于接收机/终端有用的信息(例如载荷数据)进行编码。
因此，本发明的一个目标是提供一种用于减小由于从相邻卫星发送/发送到相邻卫星的使用相同频率的传输而发生的干扰和/或由于使用相同频率沿卫星束传送的通信而发生的干扰的方法。
本发明的另一目标是提供一种依赖于峰值到平均信息速率差，例如虚帧的传输，来减小对空中接口操作的干扰的方法。
本发明的另一目标是提供一种用于减小传输开销和干扰并且/或有可能优化传输优先级的高度有效的波束跳换传输的方法和系统。
本公开内容的一个目标是提供一种发射-接收成帧机制，其大大简化了调度、高效化卫星和波束切换。
本公开内容的另一目标是提供一种发射-接收成帧机制，其中将路由和切换中涉及的大多数复杂度从卫星转移到网关和终端。
本公开内容的又一目标是提供一种新颖的方法，用于使得在一个或多个卫星和多个终端之间能够进行通信，其中，多个终端被划分到m个终端组中。
使得对本发明的描述的继续，本发明的其他目标也将变得明显。
根据本发明的一个宽广方面，提供了一种通信传输系统，包括：数据提供商，被配置和操作用于通过一个或多个正向通信信道提供要传送的数据给一个或多个终端；通信帧生成器模块，被配置和操作用于将所述数据分隔到要通过所述正向通信信道中的至少一个正向通信信道传送到所述终端中的至少一个终端的多个数据载荷部分并且生成要通过所述通信信道顺序传送的通信帧的序列(每个通信帧包括帧头部分和数据载荷部分)；以及传输信道信号编码器，被配置和操作用于生成传输信号用于经由所述正向通信信道以在信号中编码的所述通信帧的序列进行的传输。根据本发明的技术，所述传输信道数据编码器被配置和操作为突发通信模式，使得传输信号包括传输数据时隙以及它们之间的一个或多个凹进时隙，所述通信帧中的一个或多个在所述传输时隙上在信号中被编码。
在一些实施例中，所述通信传输系统还包括传输模块，被配置和操作用于以突发通信模式发射所述传输信号，使得在所述凹进时隙期间不传送信号。
在一些实施例中，所述通信传输系统被配置和操作于多波束模式，用于发射具有不同各自地理覆盖范围的多个波束。所述一个或多个正向通信信道的每个通信信道与所述波束的至少一个波束相关联且指定用于驻留在所述至少一个波束的地理覆盖范围中的一个或多个终端。例如，所述系统可以被配置和操作于波束跳换模式，使得每组包括至少一个所述多个波束的两组或更多组波束以不同的时间间隔被传送。
在一些实施例中，所述通信传输系统包括传输调度器模块，被配置和操作用于调度所述两组或更多组波束的传输。在一些情况下，所述传输调度器模块被配置和操作用于调度传送每组波束的至少一个正向通信信道的通信帧的传输数据时隙，以便将多个凹进时隙聚合在一起以形成延长的凹进时隙，在所述延长的凹进时隙上可以传送一个或多个所述波束的不同组。
在一些实施例中，传输调度器模块被配置和操作于动态调度模式，用于动态地确定和分配持续时间给处于所述波束跳换模式中的每个波束的传输。
根据本发明的另一宽广方面，提供了一种通信接收机模块，适于处理来自远程通信系统的突发模式通信信道的信号。所述通信接收机被配置和操作用于在不在所述通信信道中传送通信帧的凹进时段之后处理至少一部分在所述通信信道中接收到的信号以基于在凹进时段之后出现在通信信道中的单一通信帧确定所述通信信道的载波频率。
根据本发明的另外的宽广方面，提供了一种用于减小由于从相邻卫星发送/发送到相邻卫星的使用相同频率的其他传输而发生的对传输的干扰和/或由于使用相同频率沿不同卫星束传送的其他通信而发生干扰的方法，其中，该方法包括将应该在tdm连续卫星正向信道中传送的完整虚帧替换为虚帧的帧头的步骤。
说明书和权利要求书中中通篇在此使用的术语“相同频率”用来标注完全相同的频率，或者足够接近于传输频率的频率，从而引起对在该传输频率上传送的通信的干扰。
根据另一实施例，提供的方法进一步包括将至少一个导频序列插入到至少一个间隙中的步骤，至少一个间隙是在与虚帧的帧头相关联且包括各个载荷的完整虚帧被虚帧的帧头所替换时形成的。
根据另一实施例，虚帧的帧头以减少的功率发射。而且，如果至少一个导频序列已经插入到至少一个形成的间隙中，其将以减少的功率来发射。
在又一实施例中，提供的方法进一步包括当存在沿至少一个卫星传输波束的传输可用的数据时将虚帧插入到至少一个卫星传输波束中的步骤。
根据本发明的另一实施例，虚帧的定时被优化，使得系统性能得到提高(例如，系统吞吐量增加)。为此，在多波束系统中，每个波束中的虚帧、虚帧帧头或虚帧帧头和导频信号的发射定时是以最小化波束间干扰的方式(代价为一些额外延迟)受到控制的。也就是，虚帧将被插入到沿波束传送的传输中，即使该波束的队列不是空的，以便降低对沿另一个或多个波束传送的特定一个或多个帧的干扰。是否插入虚帧的决定，以及由此对帧的延迟传输，可能取决于帧的时间敏感度或者与此相关联的其他服务质量参数。
根据现有技术协议，虚帧仅在没有数据要发送的时候才传送。根据本发明的另一实施例，虚帧、虚帧帧头或虚帧帧头和导频信号被插入到一些波束中(优选是被通信较少占据的那些)，也是在存在要发送的数据时，以便减小对其他波束的干扰，其代价为延迟了数据帧。
根据公开内容的另一方面，提供了一种接收机，被配置用于卫星通信网络，其中，所述接收机被配置为接收通信，其中，应该在tdm连续卫星正向信道中传送的完整虚帧被虚帧的帧头所替换。
根据公开内容的这个方面的另一实施例，接收机被进一步配置为接收通信，其中至少一个导频序列被插入到至少一个间隙，至少一个间隙是在与虚帧的帧头相关联且包括各个载荷的完整虚帧被虚帧的帧头所替换时形成的。
根据本发明的另一宽广方面，提供了一种信号获取系统。所述信号获取系统包括：
输入模块，适于获得接收到的信号(例如em信号)，其在特定未知载波频率上对传送的数据进行编码，该特定未知载波频率是驻留在预先确定的频段内的多个可能载波频率中的任意一个。
信号时间帧处理器，能够连接到所述输入模块且被配置和操作用于接收到的信号的时间帧部分的连续处理，以识别在接收到的信号的时间帧部分中编码的一个或多个预先确定的码字的群组中的至少一个码字；所述信号时间帧处理器包括：
载波频率分析器模块，被配置和操作用于，通过变换所述时间帧部分来生成包括分别与所述多个可能载波频率的每个可能载波频率相关联的多个载波数据段的载波数据，使得每个所述载波数据段指示在与所述载波数据段相关联的载波频率上在所述时间帧部分中编码的数据，结合所述多个可能载波频率来同时分析所述的接收到的信号的时间帧部分；以及
卷积模块，被配置和操作用于处理信号的时间帧部分以同时识别所述时间帧部分是否在所述多个可能载波频率的任何一个上编码所述至少一个码字。
所述信号获取系统还可以包括输出模块，被配置和操作用于输出指示对所述信号中的所述码字的识别的识别数据。
为此，所述时间帧处理器可以适于基于识别出所述码字的接收到的信号的所述时间帧部分确定所述码字在接收到的信号中的时间索引，所述输出模块适于输出所述时间索引。所述时间帧处理器适于处理所述载波数据以识别编码有效数据的载波数据段并由此确定接收到的信号的所述载波频率。所述输出模块进一步适于输出所述确定的载波频率。
在另一宽广方面中，本发明还提供一种卫星通信终端，其包括如上所述的信号获取系统。
本发明还提供一种卫星通信终端，适于接收在从卫星到所述终端的正向链路中传送的多个指定通信帧，其中，所述卫星操作于波束跳换模式且所述通信终端与一个或多个各自的通信终端的组中的特定组相关联，所述一个或多个各自的通信终端的组与由所述卫星在所述波束跳换模式中传送的各个波束相关联；
其中，卫星通信终端包括：信号接收模块，被配置和操作用于在波束跳换模式的各个波束的正向链路传输期间执行信号接收操作，其与用于接收和处理在所述正向链路中从所述卫星传送的通信帧的特定组相关联；以及
其中，所述信号接收模块包括如上所述的信号获取系统，被配置和操作用于处理在正向链路中从所述卫星接收的至少一部分通信帧并且通过识别各个通信帧中的至少一个码字并且确定所述码字在接收到的信号中被编码的时间索引和所述码字在接收到的信号中被编码时所处的载波频率而施加锁定到所述各个波束的载波频率的载波。
在下面描述的一些实施例中，卫星和终端之间通信的空中接口包括由一个或多个tdm载波建立的正向链路，以及使用诸如多频时分多址(mf-tdma)的反向接入方案的返回链路。
在一些实现中，本发明所使用的空中接口的特征可以在于其容纳终端在处于发射模式通信时不能接收通信。用于正向链路的帧被划分为n个，例如4个，相同长度的子帧。每个子帧所携带的正向链路流将服务波束中终端数量的1/n，使用相同例子的话是1/4。卫星返回连路调度器将分配容量给终端，同时考虑其子帧关联。该方案简化了卫星的调度，并允许终端被分组以在正向链路上寻址，并且节省接收机功率。
与例如在dvb-s2(或者任何其他适用标准)pl(“物理层”)帧头上的信令一起被采用的正向链路超帧结构，被用来提示处于待机模式的终端：正向链路业务进行排队且要被发射来。波束和卫星切换可以可选地，但不必，依赖于系统宽度gps级别时间基；终端地理位置信息；准确的卫星轨道数据，通过层2信令在正向链路上传送到终端；以及如上所述的成帧方案。这些使得运行相同比特级覆盖计算流程的网关和终端对于需要最小化信令的业务路由和波束/卫星选择来说同步。
用于处于待机模式或目前正在接收数据的终端的波束或卫星切换，可以不涉及信令并且可以不对业务进行打断而完成。切换期间的返回链路传输可以包括在卫星内切换以及几乎在卫星之间切换期间交换修改后的容量请求消息(例如，优选以无缝方式)。
为此，根据本发明的又一宽广方面，提供了一种通信终端，适于接收在从卫星和/或数据网关和/或另一数据通信中介到所述终端的正向链路中传送的多个指定通信子帧。所述通信终端与一个或多个各自的卫星通信终端的组中的特定组相关联，并且每个指定通信子帧是通信帧的各自的部分，通信帧在所述正向链路中从所述数据通信中介(例如卫星)传送。被指定通信子帧包括n个通信子帧被指定为服务于各自的一个或多个组的通信终端。所述卫星通信终端包括：
调度模块，被配置和操作用于确定由通信中介(卫星)传送的通信帧内的所述指定通信子帧的时隙。所述调度模块例如可以包括：
正向链路调度器，被配置和操作用于分配正向链路调度，以便在所述时隙上接收所述指定通信子帧；以及
返回链路调度器，被配置和操作用于分配返回链路调度，以便在制定通信子帧的所述时隙之外的时隙期间发射信息到卫星；以及
信号接收模块，与所述调度模块相关联且被配置和操作用于在所述正向链路调度期间执行信号接收操作，以便接收和处理在所述正向链路中从所述通信中介(卫星)传送的通信帧的所述指定子帧。
根据一些实施例，所述信号接收模块包括信号获取系统，被配置和操作用于处理在正向链路中从所述通信中介(卫星)接收的至少一部分通信帧并且通过识别指定所述指定子帧的接收到的信号中的至少一个码字并且确定所述码字在接收到的信号中被编码的时间索引(采样位置)和所述码字在接收到的信号中被编码时所处的载波频率而锁定到所述指定通信子帧。
根据本公开内容的又一方面，提供了一种用于使得一个或多个卫星和多个终端之间能够通信的方法，其中，所述多个终端被划分为m组的终端且其中，所述方法包括：
在正向链路中转发多个通信帧，其中，所述多个帧被划分为n个子帧，且其中，沿正向链路被n个子帧中每个子帧携带的业务服务于与各个卫星相关联的一个或多个终端组，以及
由卫星返回链路调度器分配返回链路的分别的容量用于一个或多个终端组中的至少一个组，其中，该分配考虑哪个子帧与该至少一个终端组相关联。
根据另一实施例，属于至少一个终端组的终端的特征在于在它们发射通信时它们不能接收通信。
根据另一实施例，至少一个终端组中的每个进一步被分割为子组，且正向链路通信帧的每个的物理层帧头(pl-帧头)规定了至少一个子组，且其中，每个通信帧携带寻址到在各个pl-帧头中规定的至少一个子组的业务。
在又一实施例中，每个终端被配置为解码正向链路通信帧的每个pl-帧头，且其中，所述方法进一步包括如下步骤：如果pl-帧头携带匹配各个终端所属于的终端子组的子组的指示，各个终端将解码整个通信帧，而如果pl-帧头携带不匹配各个终端所属于的终端子组的子组的指示，各个终端将不解码各个整个通信帧。
根据又一实施例，在pl-帧头携带不匹配各个终端所属于的终端子组的子组的指示的情况下，各个终端被配置为在整个通信帧的持续时间关掉其接收机。
根据另一实施例，提供的方法可以进一步包括如下步骤：提示多个终端中当前处于待机模式的终端：目的地为该终端的业务当前被排队且将要向其发射。
根据又一实施例，n个子帧中每个包括基带帧，且其中，所有基带帧都具有固定的预先限定的长度，具有不同的调制和/或不同的编码。
根据另一方面，提供了一种用于使得一个或多个卫星多个终端之间能够通信的方法，其中，所述一个或多个卫星被配置为通过至少一个网关与属于公共网络的多个终端通信，且其中，所述多个终端和至少一个网关被配置为执行相同的比特级卫星覆盖计算流程，同步用于具有最小化信令的业务路由和波束/卫星选择。
根据本方面的另一实施例，多个终端中每个被配置为生成用于分配在另一波束或不同卫星中的返回链路容量的请求，由此当终端切换波束或卫星时，其能够立即在新的(切换到)的波束或在新的卫星上使用所述分配的容量。
根据另一实施例，所述终端被配置为：
接受初始地理位置信息并执行粗对准流程；以及
基于终端发送到各个卫星的通信的接收，执行校准流程，以允许其朝向和倾斜的精对准。
通过又一实施例，所述一个或多个卫星被配置为：
使用网关参考的机制来建立系统宽度的日时刻(tod)时间基，并且周期性广播信息，以规定涉及所述一个或多个卫星中的各个卫星的信息。
根据又一个实施例，自适应获取时间被分配用于执行波束间切换和/或卫星间切换所需的时段。
根据另一实施例，卫星系统是选自由以下组成的组中的成员：geo同步系统、leo系统和meo系统。
附图说明
为了更好地理解这里公开的主题并且举例说明其在实践中可怎样执行，现在将仅通过参考附图的非限制示例来描述实施例，在附图中：
图1图示说明了卫星网络中通信的现有技术传输序列；
图2示范了本发明所提供的解决方案的一个实施例，由此只有虚帧的帧头，而不是整个虚帧的载荷，与导频信号一起传送；
图3示范了本发明所提供的解决方案的另一实施例，由此只有虚帧的帧头，而不是整个虚帧，被传送；
图4a示范了符合当存在数据要沿波束发送时在任何波束上都不插入虚帧的系统(现有技术)的标准；
图4b图示说明了本发明所提供的解决方案的又一实施例，由此当存在数据要沿波束发送时还在一些波束上插入虚帧；
图4c是示出根据本发明的实施例来配置的通信传输系统的框图；
图4d和4e是举例说明根据本发明的两个实施例的用于执行波束跳换传输的本发明的通信传输系统的传输调度器模块350的操作的流程图；
图5图示说明了用于发射-接收调度的示例方案；
图6图示说明了示例调度方案，其中卫星接受在旧波束上接收到的新波束中的容量请求；
图7a是根据本发明的实施例的通信终端(例如卫星通信终端)的框图；
图7b是示意性图示说明dvb-s2x标准/协议的三个可能的帧结构的图；以及
图8a到8c是根据本发明的各种实施例的信号获取系统的几个示例的框图。
具体实施方式
在下面的描述中，为了解释的目的，阐述了许多具体细节以便通过示例提供对本发明的更好的理解。但是，显然应该注意到，本发明可以不用这些具体细节而被实践。
在下面的描述中，对于使用本发明技术用于诸如dvb-s2和dvb-s2x标准的特定协议/标注的一些具体但限定示例，下面的术语有时会被如下关于这些具体示例而被使用或被解释。但是，应该理解的是，对于涉及一般信号通信的本发明的一般概念而言，这些术语应该根据其在该领域中的一般/功能意义而被宽泛地解释。
dvb-s2/dvb-s2x标准(en302307,第i部分和第ii部分)
·虚帧的插入是dvb-s2和dvb-s2x标准的所有操作模式的普遍实践，例外是具有恒定编码和调制(ccm)的广播。标准预见了插入虚帧以便获取所分配带宽(分配的传输速率)和实际传输速率之间的速率匹配是必要的。当数据在发射机的输入处不可用时插入虚帧。虚帧是相对短的帧(具有的长度在3330到3510个码元之间)，其包括90或180个码元的帧头，以及3240个预先确定的码元以替代数据。其还可以包括72个导频码元，也可被称为每帧内传送的码元，用以促进同步和信道估计。典型的dvb-s2/s2x帧的大小在3240到33720个码元之间变化，且包括帧头、数据和导频码元。帧大小取决于所选调制的类型，尽管实际码元速率是由所分配用于链路的带宽来确定的。
链路性能的期望改进的计算
根据本公开内容的实施例，在使用减小的传输功率的同时发射虚帧。
现在让我们考虑与干扰信号相关联的链路。链路的工作信号与噪声加干扰之比(snir)，是解码数据所需的，高于获取和解码帧头以及提取接收机需要的同步和信道参数所需。因此，降低用于发射虚帧的传输功率，以及甚至将用于发射虚码元的功率降低到零，将不会对该链路的性能造成负面影响。而且，应该认识到，避免传输部分虚帧和/或降低虚帧帧头、导频序列(如果可用)或二者的功率，将需要与当今普遍使用的典型接收机有些不同(更复杂)的接收机来执行本发明。
随机链路
现在让我们来考虑这样的情况：链路操作于l个干扰链路的环境，每个链路都与均值到峰值信息速率ρl(ρ≤1),l＝1,...,l相关联。假设所有链路连续发射。链路所经历的sinr由下式给出：
其中，s是接收信号功率，n是噪声功率而il是从干扰链路接收到的干扰功率。接收信号功率s实际上是随机变量，因为信道可能经历衰落，所以sinr0，即工作sinr，是由其统计量确定的，该统计量是从itu-rrecommendationno.p.618题为“propagationdataandpredictionmethodsrequiredforthedesignofearth-spacetelecommunicationsystems”,09/2013中测量或采用的。
现在，让我们考虑这种情况：实施用于发射虚帧的功率降低。在此情况下，时间的分数ρl，链路l将正以完整功率发射且引起对感兴趣链路的干扰il，而对于时间1-ρl，其将以降低的功率发射，则所引起的干扰由此将降低到αil,α＜1。换言之，这样链路所引发的干扰的功率可以被描述为乘以一个具有二项分布的随机变量。
总干扰因此由下式给出：
总干扰是随机变量。其精确统计量可以取决于多个参数，诸如干扰信号的数目、其相对强度、每链路的不同的平均峰值比、以及它们是否想相关(即，在虚帧传输时间之间是否存在相关)。但是，类似于在考虑信号波动时所采用的方法，当也考虑降低干扰的因素时，人们能够测量或估计所需的幅度。
受控链路
在所有链路都由中央实体(例如调度器)控制的情况下，上面所述的随机过程可以变得更加确定性，且在此情况下，可以高概率地确保一些最大干扰水平。为此目的，调度器将发射虚帧(降低功率，仅帧头和导频)以代替帧，可以根据它们的qos要求来部署。
一般方案和相关标准
对于正向链路，优选使用单载波非扩展调制，例如在dvb-s2和dvb-s2x标准(etsien302307-1和en302307-2)中，而对于返回链路，可以使用多频时分多址(mf-tdma)，例如dvb-rcs2标准(en301542-2)。
其他传输技术尽管可能，但都不太适合用于卫星链路，卫星链路主要是干净视线信道，有非常高的snr敏感度。cdma技术生成了自干扰且因此降低了功率效率。另一方面，s-mim(etsits102721-1，其已被开发以解决自干扰问题)对于卫星上的成本效益实施而言太复杂。ofdm技术被采纳用于蜂窝和无线lan网络，对于阻挡多径富信道提供显著的优点，但其需要大hpa退避且对于相位噪声更加敏感。此外，所有上述技术在多径信道中的优势都没有在ku波段、同步终端场景中实现。
1.正向链路
本发明的正向链路有点类似于dvb-s2/s2x链路，但其特征在于，当与dvb-s2/s2x链路相比时具有至少下面的区别：
本发明所提供的修改的物理层(pl)帧头的特征在于其：(a)使得能够组合低snr和高snr自适应编码和调制(acm)；以及(b)包括更大载荷的模式设置位。
基带帧具有固定长度码元(其可以携带根据当前使用的调制而变化的多个位)。
2.返回链路
本发明的返回链路有点类似于dvb-rcs2链路，但其特征在于，当与dvb-rcs2链路相比时具有至少下面的区别：特定mac消息包括额外的非标准信息，诸如终端的位置和子数量分配。
物理层(phy)
1.正向链路
正向链路phy有点类似于在dvb-s2/s2x标准中提供的定义，但与dvb-s2/s2x链路相比时具有至少下面的区别：
扩展物理层帧头(pl-帧头)包括更长的帧起始(“sof”)序列以便确保首次获取，以及更长的物理层信令(“pls”)字段以包括更多信令位。pls优选用于以下至少一个的消息发送：
-正向链路帧和超帧边界；
-终端分组；以及
-终端提示消息
对于低snr操作，上述的基线帧头可以扩展以包括更长的sof序列(基于标准sof)以及额外的fec位用于pls字段。为了保持固定基带帧长，低snr帧可以使用穿孔ldpc编码。正向链路可能能够支持基线(高snr)和低snr基带帧的混合操作。
2.返回链路
返回链路phy有点类似于dvb-rcs2phy所定义的。
发射-接收调度
本发明提供发射-接收成帧机制，其大大简化了调度和增效卫星和波束切换。而且，其将路由和切换的大多数复杂度从卫星转移到网关和终端。这带来的代价是些许的成帧延迟以及有点降低终端传输占空比(相比最好情况的90％以上，对于4子帧的例子是75％)。
帧的调度
当实现dvb-s2/s2x标准时，术语“基带帧”涉及包含多个载荷(用户信息)位的帧，位的数目在2432到53760之间变化。该信息的目的地可以是一个用户(终端)或者许多用户(当操作于广播模式，或者时分模式)。
基带帧头被添加到这些载荷位且整个帧随后被编码、调制为码元且成帧为物理层帧(pl-帧)，其包含3330到33282个码元。显然，接收这样的pl-帧的终端必须首先将pl-帧的帧头解码，以便能够访问该帧中包含的数据。
码元可以以不同速率传送，取决于在卫星上所分配的带宽。在下面的示例中，我们假设速率为500msps(高吞吐量卫星支持)，因此如果有人采用例如32400个码元的固定pl-帧，将花64.8微秒用于传送该pl-帧。注意是500msps。其他传输速率可以是36msps或72msps，都是当前更加普遍的。在这些速率，通过pl-帧发射32400个码元所需的时间将分别是0.9ms或0.45ms。
当使用500msps速率时，0.5ms的子帧包括约8个pl-帧。但是，当处理更长的pl-帧时，根据本公开内容的帧的长度将必须修改，因为pl-帧不能被分割为若干个子帧。
在下面的公开内容中，2ms的时段作为示例与通信帧相关联，其等价于具有16个pl-帧。包括5个通信帧的超帧将因此包括80个pl-帧。
换言之，术语“子帧”这里在说明书和权利要求书通篇都指的是包括若干pl-帧的实体，每个pl-帧都包括基带帧。
图1图示说明了现有技术的卫星网络中通信的传输序列/信道，其中，当发射机进程中数据不可用时在通信帧之间传送完整虚帧。插入这些虚帧的目的在于获取在所分配用于传输的带宽与实际传输速率之间匹配的速率。
图2和3图示说明了由根据本发明的特定实施例的传输方法传送的通信信道ch的两个非限制示例。通信信道示出在信道信号中编码的两个传送的通信数据帧，数据帧i和数据帧i+1，使得信号在通信信道上传送，在该通信信道的特定连续数据帧，数据帧i和数据帧i+1的通信之间存在凹进时隙r。在凹进时隙r期间，在通信信道上不传送信号，和/或传送具有非常低功率的信号。可选地，只传送虚帧帧头h和/或导频信号p，而不是完整虚帧的载荷(图1中的dd)。为此，在图2中所图示说明的示例中，两个可选导频信号p被图示为如果按照图1中所图示的现有技术协议则会传送虚帧的载荷数据dd的间隔期间插入。图3示范了这样的情况：只有虚帧的可选的帧头h被传送，而不是完整的虚帧被传送。应该理解，且下面也会讨论，实际上虚帧帧头h和/或导频信号p是可选的且可用于提供与常规连续模式接收机的特定一致性/可计算性(到某个效率程度)。
图4a图示说明了常规卫星多波束技术，其中卫星的s发射机发射多个连续模式通信波束cb以同时覆盖不同地理区域。图4b图示说明根据本发明的多波束技术，其中根据本发明的技术而配置和操作的卫星的传输系统300(参看下面图4c更详细的描述)发射多个突发模式通信波束bb来覆盖多个地理区域。每个突发通信波束可以包括多个通信信道，传送到其覆盖的各个地理区域。根据本发明的这个实施例，凹进时隙(例如图2和3中的r，其可以是被截短的虚帧，其中不传送虚载荷)也在有数据要沿着某些波束发送时被插入到这些波束。这与图4a中所图示说明的符合常规标准的系统相反。
可选地，如下面参考调度器模块350所描述的，不同通信信道的凹进时隙的定时可由调度器来安排以便容纳额外突发模式通信波束bb的传输(例如，可能比常规连续模式通信技术更多)。这可以通过例如在其每个波束和/或通信信道的通信帧传输的动态调度来实现。
图4c是示出根据本发明的实施例配置和操作的通信传输系统300(卫星通信系统)的框图。系统300包括数据提供商模块310，被配置和操作用于提供要通过一个或多个正向通信信道传送到一个或多个终端(通信接收机)的数据；通信帧生成器模块320，被配置和操作用于将数据分隔成多个通信帧数据载荷部分；以及传输信道信号编码器330，被配置和操纵用于生成/编码要经由正向通信信道传送的传输信号中的通信帧。
根据本发明的技术，传输信道数据编码器330被配置为操作于突发通信模式(或换言之，能够操作于非连续传输模式)，其中在正向通信信道上的传输可以包括信号传输的突发(即，在特定静态或动态确定的传输时隙期间发生)，其中传送对一个或多个通信帧进行编码的信号，以及在传输突发之间(在某些或全部传输时隙之间)的一个或多个凹进时隙，在凹进时隙期间不在信道上传送信号，或者可能传送功率大大降低的信号。
因此，在本发明一些实施例中，系统还包括传输模块340，被配置和操作用于以突发通信模式发射传输信号。例如，在本发明的一些实施例中，传输模块340适于以时分复用(tdm)传输来发射通信信道/波束的编码信号。本领域普通技术人员将易于认识到根据tdm方案操作的发射机模块的配置和操作。
传输模块340可以适于在与各个通信信道相关联的传输时隙期间操作，用于在这些传输时隙期间传送各个通信信道的通信帧，在凹进时隙期间则暂停发射与各个通信信道相关联的信号。
因此，在凹进时隙期间，模块330和/或340不会编码/发射任何属于各个通信信道的信号，或者可能在某些情况下，至少与传输时隙期间的信号传输的功率相比，只传送具有大大降低的功率的残留信号(例如其只包括帧头和导频，包括预先确定码字)(例如，其平均功率降低到例如不超过传输时隙中信号功率的0.1％)。这是有可能的，因为如果例如使用dvb-s2波形的话，帧头和导频(其通常编码包括至少一个特定的预先确定的/已知的关键字的序列且其可能因此通过与关键字卷积而被检测到)可以以低到-2db的snr被检测到。这与通常编码属于未知数据的未知码元序列且因此需要高得多的高达30db的snr来准确和可靠地被接收的信号的数据载荷部分相反。因此，帧头和/或导频，在使用它们的情况下，可以以降低到用于信号的传输数据携带部分的大约1/1000的功率来传送。
这是一个极端示例：接收到的信号强度可能限制有效snr低到5db的水平。在此情况下，残留帧头和导频信号的降低的功率可以下降到数据功率的20％。在每种情况下，对其他波束的总干扰功率如上所述地降低，尽管仍然可以支持不能够进行突发接收的接收机。在波束跳换场景下，一个波束传输中的凹进间隙用于对其他波束的传输，就不可能在一个波束中同时发射与其他波束的降低功率的帧头或导频。这里，在此情况下，只支持能够进行突发接收的接收机。
为此，本发明的技术减轻了对于在通信信道上传送的实际通信数据帧之间发射虚帧和/或虚载荷数据的需要。这是通过操作于突发通信模式从而在特定传输时隙发射所需数据通信帧而在它们之间的凹进时隙不在该信道上发射而实现的。
相比常规连续模式通信技术，这有若干优点，如下：
(i)降低传输信道和/或传输波束之间的干扰，尤其是信道/波束时间上重叠且在频率上和/或在其地理覆盖(它们之间的距离)上近似/重叠。这可以又引发在接收传送的通信信道的信号时的更高的信号噪声/干扰比(sinr)并由此允许通信信道中以更高数据速率编码数据，同时使用相同频段(例如，被信息论因素所支持，例如香农-哈特利定理)。
(ii)通过传输系统300(例如对于通信卫星可用)能够将总可用数据带宽的数据带宽有效分配/分布到多个通信信道和/或通信波束。换言之，这允许基于相同的卫星资源分配更高数目的通信信道和/或更多波束，因为降低了虚帧和/或虚数据载荷的传输上面的带宽的浪费。如下面将进一步澄清的那样，本发明的技术的这个优点在发明的实施例中得到进一步提升，其中调度器350被部署用于执行传输帧的动态分配(例如按需)，以及由此将数据带宽动态分配到卫星所服务的不同通信信道/波束。
(iii)本发明的技术的额外优点在于其引发了优化更多的能量消耗方案，因为在虚/不需要的数据的传输方面不消耗能量/消耗更少的能量。
为此，根据本发明一些实施例，传输信道信号编码器330被配置和操作用于在每个信道/波束中编码的一个或多个通信数据帧之间引入一个或多个凹进时隙，以便编码突发通信模式的通信信道中的数据帧。这里，通常不把虚载荷数据(图1中的dd)引入到通信信道/波束。在一些实施例中，传输信道信号编码器330被配置和操作用于以时分复用(tdm)方案在其生成的通信信道信号中编码通信时间帧。为此，传输信道信号编码器330可以可选地包括tdm信号编码器模块334，其被配置用于将时分复用应用于要在信道信号中编码的数据。时分复用技术和tdm信号编码器的各种配置通常都是本领域技术人员已知的，且为了简要，这里不再重复。
但是，如上面还指出的那样，与本发明的突发通信模式相配合对于操作于连续通信模式的常规通信接收机来说可能是困难的。这是因为在凹进时段期间不传送信号，这样的接收机可能失去与通信信道的同步和/或不获取信道的载波(例如由于接收机和发射机的内部时钟的差异)，因此，一旦通信信道的信号在凹进时隙/时段之后重新出现，可能需要将时间延长若干通信帧以便重新获取和/或重新与通信信道的信号同步。
根据本发明的减轻该问题的一种方法是通过使用新颖的通信接收机配置，被配置为操作/接收来自突发模式通信信道的信号。这样的接收机将与操作于突发通信模式的传输系统300互补。根据本发明一些实施例的这样的通信接收机200的配置和操作将在下面结合图7a到8c来详细讨论。更具体地，本发明的通信接收机200适于从远程通信系统(例如从传输系统300)接收通信信号的突发，且用于处理至少一部分在每个突发期间在通信信道中接收的信号，在所述通信信道中不传送通信帧的凹进时段之后，基于凹进时段后出现在通信信道中的单个(例如第一)通信帧来确定通信信道的载波。这促进了传输系统300和互补的接收机200之间的有效突发模式通信的实现，因为在凹进时间之后接收机不需要若干帧来锁定通信信道的信号，但实际上从其接收的第一通信帧锁定；例如，基于可能出现在该通信帧的帧头的任何一个或多个预先确定的码字(唯一序列)。因此，在突发通信模式的凹进时段之后，实际上没有数据带宽和/或没有时间延迟被浪费/投入于信号的重新获取。这使得互补传输系统300和通信接收机200的通信在数据速率/带宽、能耗和信道间干扰方面高度有效率。
可替换地，或者附加地，另一种用于减轻该问题的方法是，当操作于连续通信模式中的一个或多个常规接收机还在“侦听”且应该从传输系统300接收通信信道信号的情况下，缩短在通信信道中不传送信号的有效凹进时间的持续长度。为此，根据一些实施例，传输信道信号编码器330被进一步配置和操作用于引入一个或多个中间/额外通信序列到通信信道的信号中，以便实际上缩短在通信信道上不传送信号的持续时间到小于特定预先确定最大持续时间。更具体地，在一些实施例/实现/场景中，本发明的传输信道信号编码器330适于在通信信道的信号中编码凹进帧头数据序列h(在此也被称为如上的虚帧帧头)。凹进帧头数据序列h的持续时间缩短了在其前后的通信帧之间的凹进时隙的有效时间。通常，这样的凹进帧头数据序列可以以各个凹进时隙之前的各个凹进帧头时隙编码。这例如在上面的图2和3中图示说明，其中图示说明了信道中的可选的凹进帧头数据序列h。可替换地或附加地，在一些实施例/实现/场景中，本发明的传输信道信号编码器330适于在通信信道的信号的凹进时隙的时间持续内编码一个或多个(可选的)导频序列p，以便实际上将凹进时隙分拆为若干部分，其持续时间不超过特定预先确定的最大持续时长。这在例如上面的图2中图示说明，其中图示说明了信道中的可选的导频序列p。
因此，在上述任何技术中，不管引入凹进帧头序列和/或导频序列，或者二者都引入，到信道信号，传输信道信号编码器330可以被配置和操作使得在通信信道上不传送信号的时长小于特定预先确定的最大时长，由此该特定预先确定的最大时长建立了阈值限制，统计上来说，在该阈值限制之上，信号(和/或其载波频率和/或其同步)期望不会被接收机丢失(除非可能极端/罕见情况)，即使接收机将操作于常规连续通信模式。预先确定的最大时长阈值可以通常根据通信的带宽和交换该带宽的通信的通信传输系统300(发射机340)和通信接收机200(或终端100)所使用的时钟(例如内部振荡器)的规定稳定性来选择。
传输信道信号编码器330可以被配置和操作用于每当凹进时隙的总时长超过该预先确定的阈值时引入凹进帧头数据序列h和/或导频序列p到凹进时隙(在其开始和/或中间)。可选地，凹进帧头数据序列h和/或导频序列p可以以可由接收机识别的预先确定的码字来编码，从而允许接收机保持与通信信道的载波频率和/或定时的同步(例如，更新/调谐)。可选地，在一些实施例中，传输模块340被配置和操作用于以与所述数据时隙期间信号传输功率相比降低的功率发射凹进帧头数据h和/或所述导频序列p。
如上所指出的，在本发明一些实施例中，传输系统300被配置和操作于多波束模式，以便发射分别具有不同的各自地理覆盖的多个波束。在此情况下，一个或多个正向通信信道的每个通信信道可以与多个波束中的至少一个波束相关联，且指定用于驻留在该波束的地理覆盖区域中的一个或多个终端。
短语波束和/或通信波束在此用于指定电磁(em)辐射(通常是射频)的传输波束，其由传输系统300发射到(覆盖)特定预先确定的地理覆盖区域。波束可以例如由发射机340所连接到并通过其发射信号的天线305的方向属性来形成，和/或其可以可控制地形成为通过使用波束形成器模块可控制地/可调整地导向覆盖预先确定的地理区域。这样的波束形成器345可选地包括在发射机中，且能够与天线305的配置一起操作作为包括多个天线元件的相位阵列天线。为此，波束形成器345可以适于接收要由每个波束发射的通信信道的信号(例如，这里的信号可以是与要包括在波束中的各个通信信道相关联的数据帧的序列)，由此生成要由相位阵列天线(例如305)的各个元件发射的多个相应元件信号，这样的元件信号的相位和可能的频率被调整为使得携带一个或多个信道的信号的波束导向覆盖各个信道应该被发射到的预先确定的地理位置。确实，波束形成的原理一般是本领域普通技术人员已知的且在此不应该被重复，除非说明书本发明的技术可以使用波束形成以生成/发射一个或多个的波束组用来覆盖不同地理区域，由此每个波束组可以包括可以同时由波束形成器345形成且同时由发射机340发射(经由天线305)的一个或多个波束以便同时覆盖若干地理区域。
有关于此，应该注意到，短语通信信道在此用于指定数据流(通常是数据的突发/非连续数据流)，其从(例如卫星的)传输系统传送到一个或多个通信接收机(例如是适于从卫星接收数据的终端)。通信信道通常被形成为多个数据帧，被指定(例如通过其帧头中编码的参数和/或通过其预先确定的定时和/或通过其各自频率)要由正在侦听来自卫星的正向通信信道的特定一个或多个通信接收机(例如终端)接收。
由于可以同时发射(例如属于相同组)的波束的数量以及它们的宽度(角度范围)和它们各自的方向可能受到特定已知波束形成/波束形成器345限制(本领域技术人员将认识到这些限制)的限定，本发明促进了多个波束组在不同时间调度下的传输，以便每组容纳更宽的地理覆盖。
有关于此，应该理解的是，根据本发明的技术，每个传送的波束的信号可以包括一个或多个通信信道的信号，或者由此而组成。为此，发射机模块340可以包括波束编码器模块342，被配置和操作用于从传输信道信号编码器330接收多个通信信道的信号(例如编码的通信数据帧)，与应该传送每个通信信道的通信波束bb相关联，且处理与每个各自波束相关联的信道的编码的通信数据帧以形成统一波束的信号来编码参与各个波束/在各个波束中传送的信道的所有这些通信数据帧。例如，在一些实施例中，波束编码器模块342适于以时分复用在波束信号中编码要在每个波束中传送的多个通信信道的通信帧。可替换地或者附加地，在一些实施例中，波束编码器模块342适于以频分复用在波束信号中编码要在每个波束中传送的多个通信信道的通信帧。而另外可替换地或附加地，波束编码器模块342也可使用用于在相同波束上复用多个信道的其他技术。
然后，在波束形成用于将波束导向特定/预先确定的覆盖区域的情况中，波束信号(在使用波束编码器模块342的情况中)，或者通信信道的信号(从传输信道信号编码器330获取)可以进一步由可选的波束形成器345处理以生成波束的波束形成信号，随后经由天线305(在本例中是相位阵列)以方向性方式传送。确实，多个(一个或多个波束)组可以通常生成和传送。
确实，可以传送的同时波束的数量可能通常受到波束形成器的属性(和/或所使用的天线元件的数量)的限制，还受到系统的带宽的限制。因此，为了以更好的效率进一步利用传输系统300的可用资源，在本发明的一些实施例中，传输系统300被配置和操作用于操作于波束跳换模式。在此模式，以不同时间间隔传送两个或更多的波束组。每个波束组通常包括一个或多个波束(直到受到数据带宽和/或波束形成参数影响的上限)，覆盖一个或多个各自的地理区域。为此，每个波束组建立至少一个由系统300传送的正向通信信道。
系统进一步包括传输调度器模块350，被配置和操作用于调度两个或更多的波束组的传输。传输调度器模块350被配置和操作用于调度传输数据时隙，在该时隙传送每个波束组的通信信道的通信帧。更具体地，根据一些实施例，传输调度器模块350适于调度每个波束组的信道的通信帧以便将这些通信信道的多个凹进时隙r聚合在一起以形成延长的凹进时隙，在该时隙的时长足够长以便不同组的一个或多个波束的传输可以容纳在该延长的时隙中。接着，传输信道信号编码器330和/或波束编码器模块342可连接到传输调度器模块350且可以适于根据对调度器的调度来编码每个波束的一个或多个信道中每个的通信帧。因此，这样，系统300可以提供有效波束跳换实现。
参看图4d和4e，是根据本发明的两个实施例来举例说明传输调度器模块350的操作的流程图，其中其被配置和操作于静态或动态调度模式。
如所示，传输系统300可以包括数据提供商模块310，被配置和操作为提供要由系统300经由不同波束传送/发射到不同地理区域的数据。在图4d和4e的非限制示例中，考虑k个地理区域，其分别由各个波束，波束1-波束k，来覆盖。数据提供商310可以例如适于获得/接收要在波束中发射的数据，其形式为从诸如数据网关的地面站传送到系统300的数据分组/帧，由此每个分组可以指定其应该被发射到的地理区域和/或在其应该被发射的范围中的信道/波束。附图图示说明了波束1-数据到波束k-数据，其包括应该经由每个波束发射的数据分组。波束1-数据到波束k-数据中的数据分组自己就可以代表应该由各个波束发射的通信帧，或在一些情况下它们只包括应该被发射的载荷数据，而通信帧生成器320将它们封装成各个通信帧(例如，通过添加各个帧头，诸如物理层通信帧头)。由此，数据提供商310获得应该由不同波束，波束1-波束k，传送的多个通信数据帧。
基于例如以下任意一个或多个，获得的通信数据帧被分类到不同的波束：
-应该发射通信数据帧的信道以及发射该信道的相关联的波束；
-数据帧应该被发射到的地理区域以及覆盖该地理区域的相关联的波束；和/或
-指出应该通过哪个波束发射每个通信数据帧的特定信息。
因此，最后，如附图中所图示说明，通信数据帧实际上被分类到/放置于k个格bin-1到bin-k，分别表示应该由各自波束波束1-波束k发射的通信数据帧的集合。
接着，传输调度器模块350操作调度器传输流程(例如循环)，其中其调度在每个格中由各个波束累积的与波束相关联的一个或多个通信数据帧用于传输。换言之，在调度器的传输流程期间，调度器350连续地访问这些格并且在访问每个格(例如bin2)之后，其从访问的格(例如bin2)中获取特定数量的通信数据帧且将这些通信数据帧用于模块330和340的编码和传输，同时操作发射机340发射特定格(例如bin2)的这些通信数据帧，其框架为相应波束(例如波束2)导向到这些帧被指定到的各个地理区域。因此，调度器可以从各个格(例如bin2)中截短发射的这些通信帧。应该理解的是，一般地，传输调度器模块350访问格的连续方式可以是序号方式(例如bin1->bin2->…bink)和/或任何不同次序(例如优先级次序或随机)。
现在更具体转到图4d，根据本发明的一些实施例，传输调度器模块350操作于静态调度模式。每个波束分配了特定固定时长ftd，在此期间其被发射，而不管应该由波束发射的通信数据帧的数量/长度。例如，固定时长ftd可以是容纳一个或多个超帧(例如dvb-s2和dvb-s2x超帧)的时长，其中可以包括一个或多个通信数据帧。
确实，不同波束的固定时长ftd可能在其长度上不同，但是它们是静态的，即不管应该由每个波束发射的数据的量(在格中累积的)如何，它们的时长不会变化。
典型地，在一些情况下，这个静态方案的实现是为了容许与一些通信协议的后向兼容，这些通信协议可能需要每个波束突发(在波束跳换模式)的传输时长将持续特定固定时长(例如预先确定的超帧长度的时长)或者该固定时长的整数倍。为此，在此模式中，调度器模块350和/或发射机340可以被配置和操作使得波束的突发的传输持续特定预先确定的时长，而不管要发射的数据量如何。在这样的实现中，传输信道信号编码器330可以适于为每个发射的波束生成预先确定的固定时长的完整超帧，同时在其中编码应该包括在波束中的通信数据帧，而在没有足够数据(没有足够通信数据帧)来填充整个超帧的情况下，进一步用虚码元来填充超帧的剩余部分。接着，在此模式中，发射机340在它们各自波束中发射超帧(填充的或未填充的)。
现在转到图4e，根据本发明，还提供一种替换传输调度方案，动态调度模式，根据该模式，调度器350被配置为操作于本发明的一些实施例。在动态模式中，没有预先确定的分配时长用于每个波束的传输，但是取而代之的是，可变时长td1、td2到tdk被动态分配到不同波束，到其每个突发，按需/按要求，以便更有效地利用传输系统的资源。为此，在此情况下，不需要发射虚码元和/或填充超帧，这样，每个波束的每个突发中发射的超帧(如果有的话)的这样的码元和时间都可按需变化，且被优化为将传输系统所提供的服务最大化。
在一些实施例中，传输调度器模块350被配置为操作于非优先级动态调度模式。在此模式中，调度器350例如可以操作调度器的传输流程，其中连续访问不同格(例如以预先确定的次序bin1->bin2->…bink)且访问每个格(例如bin2)之后，其获取在所访问格(例如bin2)中累积到该时间的所有通信数据帧，并且将这些帧转发用于模块330和340的编码和传输，因此，发射机340操作发射特定格(例如bin2)的所有通信数据帧，其框架为对应波束(例如波束2)被导向到这些帧被指定到的各个地理区域。
在一些实施例中，传输调度器模块350被配置为操作于优先级动态调度模式。在此模式中，数据提供商310进一步操作分类通信帧放入每个格，还分配多个不同的优先级。例如，在图4e的非限制示例中，设置了三个优先级分类，如下：pr1(最高)、pr2(中间)和pr3(最低)。来自例如pr1(最高)、pr2(中间)和pr3(最低)的每个优先级可以与在最大时间延迟中指示的特定最大时间延迟阈值(例如分别是pd1到pd3)相关联，该优先级的通信数据帧被允许根据该阈值而在传输前被延迟。优先级的分类可以基于各种考量而进行，例如以下任何一个或多个：
(i)通信帧中的载荷数据的特性。例如分配：高优先级给实时数据通信，诸如现场流；常规/中间优先级给标准数据传输；以及低优先级给后台数据传输，诸如备份操作。
(ii)通信数据帧所关联的信道。由此，一些信道(例如可能与系统的不同顾客相关联)可以与更高/更好服务水平相关联，因此更高优先级，和/或其他信道与较低服务水平相关联，因此更低优先级。
也可以使用其他优先级方案。
接着，在这个优先级动态调度模式中，调度器350可以例如操作调度器的传输流程，其中其连续访问不同格(例如以预先确定的次序bin1->bin2->…bink)且在访问每个格(例如bin2)之后，其获取在所访问的格(例如bin2)中累积到该时间的最高优先级水平(例如pd1)的所有通信数据帧，并且将它们转发用于模块330和340的编码和传输。因此，最高优先级水平通信帧被尽可能快地发射。
此外，在这个优先级动态调度模式中，调度器350可以进一步操作额外流程即优先级更新流程，其中其更新不同优先级的剩余通信数据帧的允许的时间延迟，且因此基于它们更新后的允许的时间延迟与各个优先级水平(例如pr1到pr3)的最大时间延迟阈值(例如pd1到pd3)之间的关系来更新它们当前的优先级(例如，保持之前的优先级和/或升级到更高优先级)。
这样，通过减少虚码元的传输和/或根本不用虚码元，并且通过在不同波束中通信帧的优先级传输，实现了有效的优先级波束跳换模式操作。
动态调度器的另一实施例可再次参看图4e，格中的分组的传输在格已经达到预先确定的容量水平时进行，或者在根据时间延迟(例如pd1-pdk)设置的一些预先确定的定时器到期时进行，使得传输的次序并不固定而没有虚帧添加到传输中。
图5图示说明了用于发射-接收调度的示例方案，针对示例参数集，其中：
正向链路基带帧被分组为2ms长的帧。每个帧被分割为四个相等长度(0.5ms长)的子帧，每个子帧由整数个例如dvb-s2或dvb-s2x基带帧组成。卫星正向链路携带四个等速率流(例如dvb-s2或dvb-s2x)，每个占用帧内的一个子帧(例如，对于单载波每波束500msps载波，将有四个125msps流)。
终端量(population)被分割为四个等尺寸的子量。分割是通过将地理上(以及因此在任何给定时间任何单个波束内)的随机度最大化而完成的。终端的每个子量接收帧内一个子帧所携带的流。该分割是固定的(即静态分割)。
成帧增加了正向链路延迟，三个子帧的时长，上面讨论的示例中是1.5ms。每个子量(由四个正向链路子帧之一服务)可以进一步被分割为组。每个这样的组被子帧容量的一部分服务，由时间切片数量(例如由dvb-s2附录m定义)来指定，由此表示组。这使得终端有可能一旦确定帧的组(时间切片)数量不是与非常相同的终端相关联就在基带帧时长内关闭其接收机。
在正向链路子帧的时段内存在整数个返回链路tdma时隙。返回链路传输时间在帧内的三个子帧期间被分配用于终端，此时其并不在接收通信。返回链路容量分配考虑了卫星-终端延迟以确保容量分配(在卫星的返回链路时间帧中进行)与终端的发射时间窗口(如例如图1中所图示说明)兼容。
减少帧时长一方面降低延迟，另一方面也会降低分组的有效性。
增加(或减少)帧内子帧的数目n增加(或减少)了发射时间窗口(到帧的1-1/n)且增加(或减少)了一些延迟(到帧的1-1/n)。
发射-接收调度和返回链路容量分配优选在层2中发信号。它们在卫星和终端中的实现优选由软件来管理。
终端的子量和分组的分配优选在网关执行。在网关到卫星链路上发送的每个分组携带该数据作为边信息，由此缓解卫星为整个终端的量存储映射的任务。
卫星或网关分配返回链路容量。一旦会话开始(且优选在切换期间)，终端向卫星提供有关其当前位置和子量分配的必要信息，且该数据可以随后在卫星上缓存用于各个活动终端。
终端告警
为了节省功率，未发射或接收通信的终端优选进入待机模式，其中几乎其子系统的最小集合被关机。当(a)分组到达其本地接口不活动终端；或(b)其被卫星在正向链路上寻址；或(c)其必须执行不频繁的诸如接收更新系统信息的管理任务时，不活动终端跳出其待机模式。在这三种情形中，情形(b)涉及空中接口的下面特征：
每n(例如5)个正向链路帧将被分组为超帧(10ms长，5x2ms帧)。超帧的开始由pls发信号通知。
pls载荷的一部分专用于终端告警——发信号通知终端：当前处于待机模式，有排队的正向链路业务寻址到它们，将在下一超帧传送。pls内的终端告警信道可以在超帧上使用时分复用，其方式为任何单个终端仅需要解调很小数量的(很高可能性只有一个)基带帧pl帧头，在超帧中已知子帧内的已知偏移。因此，待机模式中的终端将加电，在上面示例是每10ms一次，在返回待机模式之前，接收机阻塞，需要用于解调一个正向链路基带帧pl帧头(以及非常不频繁的小数量的后续的帧头)。
10ms的超帧引入的平均/最坏情况延迟在正向链路业务的起始阶段分别是5/10ms。
返回链路突发同步
如dvb-rcs2etsi标准所规定的，卫星上的主振荡器生成用于网络时钟基准(“ncr”)的时间基，由终端使用来对其返回链路突发计时。该振荡器被锁定到正向链路码元时钟，且频率被选取为使得终端能够转换子帧的开始的定位为ncr值。这使得终端有可能跳出待机模式从而一旦解调了第一基带帧帧头就重新获取ncr。
卫星追踪和切换
启用特征
为了使得卫星追踪和切换尽可能有效率和无缝，优选执行以下操作：
a.在安装时，终端通过其地理位置、高度准确性(例如50m内)来编程。终端还粗略地3轴对准(在南北朝向上以及2轴倾斜)。
b.在委托期间，终端基于卫星接收来执行校准流程，精细对准其朝向及倾斜。
c.卫星使用gps接收机或等价的网关参考机制来建立系统宽度的日时刻(tod)时间基，网关被配置为将它们对准时间基。dvb-rcs2ncr可以以此用途服务。
d.卫星周期性在每个波束的正向链路上广播层2信息，其指出系统的卫星星座图——轨道和卫星位置，准确度使得终端能够预测任何卫星一段时间的位置，诸如多大12小时以前的位置，在例如100m(300ns单向传播时间)的准确度内。
e.所有网关和终端执行相同、位准确覆盖映射流程，其使用与(a)和(d)相关的信息且由(c)来计时，以便确定终端的卫星覆盖。
终端的天线追踪
鉴于上面的部分(a)到(d)，终端的天线能够追踪卫星且不用依赖于信号强度指示。已处于待机模式预先确定的时段的终端，例如12小时，在需要接收更新星座图信息的时段自己激活。
覆盖映射流程(e)还向终端提供卫星多普勒频移。终端随后可以使用该信息来：
-当获取和追踪正向信道时预测导致的载波频移；
-校正本地ncr时间基；
-预校正返回链路突发的载波频率，因此它们将没有偏移地到达卫星接收机。
波束间(卫星内)切换
卫星在所有其波束上所生成的所有正向链路可以在码元、基带帧、子帧、帧和超帧级别上同步。终端所执行的覆盖映射流程(e)确定终端必须切换波束的帧。在之前的发射子帧期间终端对其接收合成器编程，其随后能够在新波束上获取第一接收子帧(或者，在待机模式，接收告警信号)，准确度与在之前波束上一样。
卫星和波束路由到终端优选是由网关来确定的且通过附加在每个正向链路分组上的边信息来发信号通知卫星。网关，运行着与终端相同的覆盖映射流程(e)，确定终端波束切换的定时并由此对正向链路业务进行路由。为了最小化波束切换期间的正向链路排队延迟，(a)网关在管理正向链路排队时被通知子帧的成帧，或者(b)向卫星提供数据“超时”信息且优先处理将到要从其波束之一切换走的终端的业务。
对于短和不频繁的会话发起消息的例外，来自终端的返回链路传输可以只在容量请求发送到卫星之后进行，且容量分配响应于进行的请求而进行和接收。卫星通过紧密控制地响应时间来响应容量请求消息：终端在其进行请求之后预定数量个子帧后接收分配，除非返回信道重负超载——未来分配将用于(小)固定数量的子帧。
为了最小化波束切换期间对往来终端的业务的打扰，正向和返回链路切换使用下面图6中所图示说明的流程。
如图6中可以看到的，卫星接受在旧波束上接收的关于新波束的容量分配请求。当预测到波束切换时，终端在旧波束上进行对于新波束中的容量分配的请求，此时分配就在切换之前接收(图6中的请求1)。最多将只有一个其他这样的来自给定终端的请求待定。当该请求待定时，终端继续接收正向链路且在旧波束上发射(如之前分配的)返回链路业务。
当应该开始到达终端时，紧跟着切换，网关重新路由业务到新波束。当卫星在旧波束上接收终端的业务以及在新波束上发射业务到非常相同的终端时将有一个过渡期(约与跨波束容量请求待定的时间相一致)。
切换时，分别在接收和发射子帧期间，终端重新编程其发射和接收lo频率合成器。
优选地，波束间(卫星内)波束切换自己不涉及任何空中接口消息。
波束选择和切换决策是由网关和终端进行的：卫星不必追踪切换过程。
卫星间切换
如上文所解释的，系统中所有卫星优选同步于共同tod。它们的正向链路在基带帧、子帧、帧和超帧级别同步，且它们的返回链路具有同步的时隙。
在终端上执行的覆盖映射流程确定卫星切换的定时。待机模式的终端使用该信息来切换到新卫星且随后进行对其终端告警信道的解调。
到正在切换卫星的活动终端的正向链路业务被网关重新路由到新的卫星。网关执行与终端相同的覆盖映射算法且将提前对重新路由进行计时，由此在通过系统传播之后，正向链路业务到达终端，时间上与切换对准且不经历任何与切换相关的排队延迟。
为了执行返回链路切换，终端在切换动作之前发送特殊容量请求消息，该消息被旧(切换前)卫星转发到新(切换后)卫星。如果延伸在两个卫星之间，该消息携带在卫星间链路(“isl”)上，或者该消息穿过对它们服务的网关。容量请求规定了切换的时间，由此允许新卫星分配所需容量。终端将对该请求消息计时以允许足够时间进行分配响应以在实施切换之前到达回旧卫星。终端随后能够将返回链路传输从旧卫星切换到新卫星，只用很小的吞吐量。
终端在分别在接收和发射子帧期间，就在切换之前，重新编程其发射和接收lo频率合成器，且就在切换之前的发射子帧的结尾部分期间将其天线从旧卫星调整至新卫星。这在切换发生前将最后一帧内的返回链路发射时间窗口降低了很小的量。此外，旧和新卫星之间的终端-卫星路径延迟的任何差异将导致帧的偏移，改变切换后第一发射窗口的时长。
覆盖映射流程优选提供新卫星的载波频率多普勒频移。
就在切换之后，将在接收到的正向链路信道的定时方面存在比波束停留期间更大的不特定性。第一子帧或(对于处于待机模式中的终端)告警信道访问将由此需要更大的搜索窗口。同时，假定上面讨论的启用特征，该窗口将比一个正向链路基带帧短得多，在要被解调的pl帧头中不产生歧义。
第一时间返回链路传输到达新卫星，其定时误差比跟进业务更大(500ns，例如上面给出的参数，或者50μs的1％，用于20mbps的相对短1024位突发)。为了优化返回链路保护间隔，由此其不受到该小部分业务的约束的影响，通过上述流程分配的返回链路容量将留下整个时隙作为保护时间间隔，且如果需要的话，卫星的返回链路接收机将被告警以在更大搜索窗口上执行突发获取。
参看图7a，示出根据本发明的实施例的通信终端100(例如卫星通信终端)的框图。通信终端100被配置和操作用于与指定数据网关站(未具体示出)直接或间接地进行无线通信，以便与其交换数据观看用于终端100接收数据的正向链路通信信道fl，以及用于从终端100发射数据的返回链路通信信道rl。在本非限制示例中，通信终端100是卫星通信终端，其被配置和操作用于经由这里被呈现为例如如上所述置于卫星上的传输系统/卫星300通信中介间接地与数据网关通信。即，在本示例中，通信终端100被配置和操作用于通过通信中介300(不失一般性，这里也可称为卫星300)建立正向通信信道fl和可能的返回通信信道rl。
在本示例中，通信中介300被配置和操作用于有效利用其通信资源(数据带宽/速率)。如上所指出的，这可以根据本发明的一些实施例通过忽略通信信道中的虚帧且及时将承载应该从通信中介以共同波束发射的一个或多个信道的通信帧(其携带有意义的数据载荷)的数据聚合(集中)在一起而获得。因此，承载属于波束的信道的通信帧的特定数量的数据被顺序传送，实际上在它们之间没有时间间隙，此后引入延长的凹进时间(取代被忽略的虚帧)，其中波束的信号可以不被传送，而传输可以将其资源导向用于其他波束的传输。
接着，通信终端100感受到来自通信中介300的突发通信，其包括突发以及突发之间的延长的凹进时间，在突发中从传输系统发射特定数量的通信帧，在凹进时间期间终端可以不从卫星接收信号。
因此，终端100包括通信接收机200，其根据本发明配置和操作且适于有效接收和处理在突发通信模式中从传输系统接收的信号。通信接收机200可以例如根据如下所述的图8a中所图示说明的任何一个示例来配置和操作，且适于处理至少一部分波束的信号，其在延长的凹进时段之后被接收，在延长的凹进时段期间波束可能还没有从卫星发射，从而确定波束信号的载波频率。优选地，根据本发明的一些实施例，通信接收机200适于仅基于出现在在延长凹进时段之后接收到的一部分波束信号中的单个通信帧来确定载波频率。在一些实现中，通信接收机200包括信号获取模块201，被配置和操作用于引导通信突发，获取其信号(即确定各个波束的载波频率)并且定位其中通信帧的定时，这通过处理单个通信帧(典型地，第一通信帧)来实现，可选地只处理单个/第一通信帧的帧头，其出现在突发中。这例如以如下所述的方式参考图8a到8c中任意一个来实现。时间分隔的突发中的第一/单个通信帧的这个检测和时间定位使得接收机能够有效处理和解码在突发的通信帧中编码的数据，同时不需要通信帧的重新传输。
在本发明的一些实施例中，通信终端100还包括调度模块130，其被配置和操作用于确定指定的时间间隔(例如定时和时长)，在此期间来自卫星的波束传输的通信突发可以期待被特定终端100(和/或被波束的相同地理覆盖区域中的其他终端)接收。例如，一些之前由终端接收的数据可以包含发射/接收计划(例如传送往来于网关)并且指示不同波束的各个发射/接收时间(例如，在多波束/波束跳换系统中)，以及时间戳信息，其是由网络时钟(例如，位于与卫星可能关联的网关上)所测量的对帧/波束传输时间的指示。该信息，也被称为网络时钟基准，是标准化的。基于这个信息，调度模块130调度接收时间间隔，在此时间间隔期间接收机200应该操作为接收被卫星导向到其地理区域的通信波束的突发。
在一些实施例中，调度模块130包括正向链路调度器模块135，其被配置和操作用于利用时间间隔数据并且分配正向链路调度用于接收波束的突发。在一些实现中，正向链路调度器模块135生成操作指令/信号用于激活终端100的通信接收机模块110以便在各个时间间隔期间接收波束的指定突发。
在一些实现中，正向链路调度器模块135被配置和操作用于生成操作指令/信号用于在正向链路被指定到其他终端/终端组的子帧所占据的一个或多个时隙期间停止终端100的通信接收机200。这可以例如用于减少/抑制接收到的正向链路信号和发射的返回链路信号之间的噪声和/或串扰。
因此，通信接收机200可能能够连接到调度模块130且被配置和操作用于响应于由此而来的操作指令以便在正向链路调度期间执行信号接收操作。该通信接收机200由此在它们被发射的正确时间间隔接收和处理指定到终端100和/或其地理区域的波束的突发。
典型地，通信接收机200可以包括接收信道(图7a中未具体示出)，被配置和操作用于对从与终端相关联的天线105接收到的模拟信号施加预处理。例如，接收信道可以包括任何一个或多个下面的模块，其可以被实现为模拟和/或数字模块：信号混频器和/或下变换器(例如，用于对信号施加频移/变换，诸如将信号频率降到基带)和/或带通滤波器(例如匹配滤波器，用于对接收到的信号施加带通滤波)和/或模拟数字转换器/采样器(用于从天线105采样模拟信号以将其转换为数字形式)，和/或i/q信号转换器(用于处理接收到的信号为复i/q信号表示形式)，和/或锁相环(pll)用于维持与接收到的信号的相位的同步；和/或其他模块。有关于此，本领域普通技术人员将易于认识到怎样配置接收信道用于特殊要求和/或终端的特性和/或正向链路信道的物理层参数。
信号接收机110还可以包括正向链路数据适配器160，适于处理接收到的信号(例如在接收信道的其预处理之后)以及从中提取正向链路数据。更具体地，正向链路数据适配器160可以被配置和操作用于实现特定通信协议(例如dvb-s2或dvb-s2x)并且可以被配置和操作用于处理接收到的指定的子帧，其被指定到终端100，以便根据这样的协议确定指定帧/子帧的帧头段和数据段并由此从中提取数据。本领域普通技术人员将易于认识如何实现正向链路数据适配器160用于给定通信协议。
可选地，通过将中介/卫星所发射的正向链路通信帧(数据帧)分割为多个子帧而实现通信中介300对通信资源的有效使用。即，正向链路中的每个或一个或多个通信帧包括在正向链路中从卫星/中介/网关300发射的子帧。接着，通信终端100与通信终端的一个或多个各自组中的特定组相关联(例如在其中注册或属于)。例如，多个卫星终端被分割为若干组。为了有效利用正向链路带宽/速率，完整通信帧的每个指定通信子帧被指定到特定一个(或多个)终端组。换言之，通信帧包括特定指定子帧(是整个通信帧的各个部分)，其具体被指定由终端100(以及可能由终端100所属于的组中的附加成员终端)接收。因此，正向链路中的整个通信帧可以包括多个数量为n个的通信子帧，被指定为服务各自的一个或多个组的(卫星)通信终端。
因此，调度模块130可以被配置和操作用于确定被指定由特定终端100(和/或由该终端组的其他成员)接收的指定通信子帧的时隙(例如，由卫星/中介300发射的正向链路通信帧内的定时和时长)。信号获取模块200检测并定位接收帧的开始，如下文所述。该检测和定位使得接收机能够处理和解码数据。一些接收到的数据可以包含时间戳信息，其指示位于网关的网络时钟所测量的帧传输时间。该信息，也被称为网络时钟基准，是标准化的。基于该时间戳信息，调度模块130根据由网关传送到它的传输计划调度传输时隙。在一些实施例中，指定子帧的时隙是数据参数(例如配置参数)，存储在终端100的配置存储器部分中。
在一些实施例中，调度模块130包括正向链路调度器模块135，被配置和操作用于利用所述时隙数据和分配正向链路调度以便在所述时隙接收指定的通信子帧。在一些实现中，正向链路调度器模块135生成操作指令/信号用于停止终端100信号接收机模块110以便在应该在正向链路通信信道上传送的各个时隙期间接收指定子帧。
在一些实施例中，调度模块130还包括返回链路调度器132，其被配置和操作用于分配返回链路调度以便在指定通信子帧的时隙以外的时隙期间发射信息到卫星。例如，返回链路调度器132可以被配置和操作用于生成操作指令/信号以便停止终端100信号发射模块120用来在正向链路被指定到其他终端/终端组的子帧占用的一个或多个时隙期间发射返回链路数据。
因此，可选地，终端100包括信号发射模块120以及可选地还包括可连接到调度模块130的返回链路数据提供商模块150，被配置和操作用于响应于由此而来的操作指令而执行信号发射操作用于在返回链路调度期间发射返回连续数据。返回连续数据提供商模块150可以被配置和操作用于准备和提供应该被发射到卫星的返回链路数据，且信号发射模块120可以被配置和操作用于编码要被发射的信号上的返回链路数据(例如通过根据与预先确定的数据传输协议相关联的特定调制方案正确调制要被发射的信号)并由此生成要由天线105发射的传送信号。本领域普通技术人员将易于认识到怎样合适地配置信号发射模块120和/或返回链路数据提供商模块150以便根据预先确定的协议来生成传输信号。
在一些实现中，正向链路调度器模块135被配置和操作用于生成操作指令/信号以便在正向链路被指定到其他终端/终端组的子帧占用的一个或多个时隙期间停止终端100的信号接收机模块110。而且，附加地或可替换地，在一些实现中，返回链路调度器模块132被配置和操作用于生成操作指令/信号来在指定子帧在正向链路通信信道上传送的各个时隙期间停止终端100的信号发射模块110。这会降低/抑制接收到的正向链路信号和发射的返回链路信号之间的噪声和/或串扰，因此改善了信噪比，由此使得系统的通信数据速率能够改善。
因此，终端100可以包括可连接到调度模块130的信号接收模块110，被配置和操作为响应于其中的操作指令以便在正向链路调度期间(即，在指定子帧的时隙期间)执行信号接收操作。这个信号接收模块110由此在正向链路中发射的通信帧的正确时隙接收并处理指定到终端100的指定子帧。
典型地，信号接收机110可以包括接收信道(在图7a中未具体示出)，被配置和操作用于对从与终端相关联的天线105接收到的模拟信号施加预处理。例如，接收信道还可以包括任何一个或多个下面的模块，其可以被实现为模拟和/或数字模块：信号混频器和/或下变换器(例如，用于对信号施加频移/变换，诸如将信号频率降到基带)和/或带通滤波器(例如匹配滤波器，用于对接收到的信号施加带通滤波)和/或模拟数字转换器/采样器(用于从天线105采样模拟信号以将其转换为数字形式)，和/或i/q信号转换器(用于处理接收到的信号为复i/q信号表示形式)，和/或锁相环(pll)用于维持与接收到的信号的相位的同步；和/或其他模块。有关于此，本领域普通技术人员将易于认识到怎样配置接收信道用于特殊要求和/或终端的特性和/或正向链路信道的物理层参数。
信号接收机110还可以包括正向链路数据适配器160，适于接收接收到的信号(例如在由接收信道进行其预处理之后)并且从中提取正向链路数据。更具体地，正向链路数据适配器160可以被配置和操作用于实现特定通信协议(例如dvb-s2或dvb-s2x)并且可以被配置和操作用于处理接收到的指定的子帧，其被指定到终端100，以便根据这样的协议确定指定子帧的帧头段和数据段并由此从中提取数据。本领域普通技术人员将易于认识如何实现正向链路数据适配器160用于给定通信协议。
参看图7b，该图是以自我示例的方式示意性图示说明dvb-s2x标准/协议的三个可能的帧结构。在这个示例中，图示说明了三个帧类型：规则帧、非常低信噪比帧(被称为vl-snr帧)以及超帧。这些帧中使用的码字(例如如下图8b和8c中的唯一字参考uw)可以包括如下：
-帧的开始，是26个码元的序列。
-完整帧头，90到180个码元，包含对一些帧信息的编码。如果该信息是预先配置的或者对于接收机已知，其可以用作为uw。
-dvb-s2x协议的vl-snr帧可以包括形式为vl-snr帧头的码字(uw)，包含900个码元(可以有该码字的不同序列)。
-dvb-s2x协议的超帧可以包括sosf(超帧的开始)码字(uw)，其中包含270个码元(可以有该码字的不同序列)。
回过来看图7a，可选地，在一些实施例中，通信终端进一步被配置和操作用于建立返回通信信道rl，通过通信中介(卫星传输系统)300将数据传回卫星。为此，可选地，在这样的实施例中，终端100进一步包括信号发射模块120和数据提供商模块150，被配置和操作用于在返回链路调度期间发射返回链路数据。数据提供商模块150可以被配置和操作用于准备和提供应该被传送到卫星的返回链路数据，而信号发射模块120可以被配置和操作用于编码要由天线105发射的信号上的返回链路数据(例如通过根据与预先确定的数据传输协议相关联的特定调制方案正确调制要发射的信号)并由此生成要由天线发射的传送信号。
如上所指出的，在本发明的一些实现中，调度器模块130被配置和操作用于在应该由终端从卫星波束接收指定通信突发的时间间隔停止通信接收机200并且可能在其他时隙(例如为了降低接收/发射信道之间的串扰和/或降低其他噪声和/或节省能量)停止接收机模块100。为此，在一些实现中，终端100被配置为使得其信号发射模块120和信号接收模块110被配置用于操作于相互排斥的时隙来发射和接收各自的返回和正向链路信号。
应该注意到，在以上的终端系统100的各种情况/实现中，通信接收机200可能丢失(未获取)来自传输系统100的波束的信号，因为其丧失与信号的载波频率的同步/锁定。例如，可选地，在一些实施例中，信号接收模块110的载波频率锁定模块在返回链路调度期间是不被激活的，由此允许所述正向链路的载波频率漂移失调。而且，信号丧失可能发生在例如要由终端100接收的波束以突发通信模式传送的情况(在突发之间的凹进时间)和/或在通信接收机200在特定时间凹进而被停用的情况。为此，信号丧失可能发生在系统的实现中，其中接收机在相对长时段内不接收信号(例如，由于接收机的睡眠/停止时段和/或当卫星在不同时间发射其能量到不同区域(小区)时波束跳换场景)。在这些情况下，信号接收模块200的载波频率锁定模块(例如锁相环和/或数字实现的其他频率追踪机制)功能上不能/不操作/不激活用于锁定到信号的载波，由此允许载波漂移失调。因此，在正向链路信号显著漂移的情况下，和/或接收机110的同步信号(时钟信号)漂移的情况下，一旦停止接收机，其可能不立即锁定/找到正向链路信号。这是因为这样的漂移可能导致接收机调谐到的载波频率与在正向链路信号上对数据编码的实际载波频率之间的不一致。
确实，这可以通过在激活接收机110之后立即施加顺序载波频率扫描来克服，顺序地将接收机调谐到不同载波频率以便识别正向链路信号数据被编码的正确的载波频率。但是，这样的顺序载波频率扫描是耗时的操作(尤其在通信帧携带大数据载荷的情况，因为每个这样的扫描步骤都需要完整通信帧的时长以便识别帧的帧头)。例如，常规通信接收机可能不能立即锁定/找到正向链路信号。这是因为这样的漂移可能导致接收机调谐到的载波频率与数据在正向链路信号上被编码的载波频率之间的不一致。
因此，根据本发明的一些实施例，通信终端100(例如其信号接收模块110)包括新颖的通信接收机200，其包括信号获取系统201，被配置和操作用于处理接收到的(正向链路)信号(信号突发)的时间帧以同时，在相同时间/处理阶段/步骤，在多个可能载波频率中确定信号突发的载波频率。信号/突发的处理的时间帧部分可以是延伸不超过通信帧或者不超过该通信帧的帧头的信号的一部分，且包括一个或多个预先确定的在帧头中期待的码字。信号获取系统201被配置和操作用于同时确定(例如并行地)处理的时间帧中的码字是否在(接收到的信号可能相对于接收机的基准载波频率已经漂移到的)多个可能载波频率中的任何一个上编码。因此，本发明的新颖的通信接收机200(信号获取系统201)使得能够在正向链路信号的载波频率上锁定且由此促进信号的快速获取。
因此，在终端100中，信号获取系统201被配置用于在激活接收机后操作用于处理在正向链路中(例如从卫星/中介300)接收的至少一部分通信帧以锁定到正向链路信号(例如锁定到其确切频率)。这允许立即(无延迟)识别接收到的信号中的指定接收到的信号是否包含指定感兴趣子帧的至少一个码字，并且确定所述码字被在接收到的信号中编码的时间索引(采样位置)(即确定感兴趣子帧在接收到的信号中的初始/基准时间/采样以及数据(例如码字)在接收到的信号中编码所在的载波频率)。
因此，如上所讨论的，在一些实现中，本发明的通信终端100可以实现有效波束跳换技术，尤其是依赖于本发明的通信接收机200的能力来实时(即在一个/第一个通信帧内)有效锁定在未知/新接收信号的载波频率。这允许卫星传输系统300波束从一个终端组跳换到另一个终端组，并且造成每个终端的正向链路的不连续，而没有在正向链路信号重新建立到特定终端时的时间消耗信号获取(载波频率锁定)的成本。
有关于此，在一些实现中，调度模块130被进一步配置和操作用于生成对在另一波束或不同卫星中的返回链路容量进行分配的请求，由此当终端切换波束或卫星时，能够在新的(切换到的)波束上或在新的卫星上立即使用所分配的容量。
现在一起转到图8a到8c，在框图中图示说明了根据本发明各种实施例的信号获取系统201的若干示例，其可能包括在通信接收机200中。
根据本发明的特定实施例的信号获取系统201包括：
-输入模块210，被配置和操作用于获得接收到的信号(例如电磁(em)信号，典型为射频(rf)信号)，其在特定载波频率上编码通信数据；
-信号时间帧处理器220，其可连接到输入模块且被配置和操作用于连续处理(例如，实时)接收到的信号的时间帧部分以识别一个或多个预先确定的码字的组中的在接收到的信号的时间帧部分中编码的至少一个码字；以及
-输出模块，被配置和操作用于输出指示对信号中的所述码字的识别的识别数据。
获取引擎/系统201是接收机110的一部分，其用途在于获取接收到的信号，即检测接收到的信号的存在以及同步到基本帧结构。接收机可能在两种但不同的情况下获取接收到的信号：
·冷启动，其中，终端需要在没有在先信息的情况下获取卫星信号。同步流程主要包括载波频率校正、采样定时校正、帧同步、均衡和精细相位校正。
·信号丢失，其中，信号在短时间内丢失。在此情况下，大多数参数可用，且在恢复接收之后，能易于实现完整的获取。
可以很安全地假定，突发接收条件里信号丢失类型多于冷启动，取决于关闭时间间隔、振荡器的漂移以及不稳定性，且动态变化可能需要接收机执行重新获取。
获取引擎/系统201被设计为实现在单个传输帧内从信号丢失的恢复。可能的应用可以包括：在逐个帧波束跳换的环境下操作作为终端接收机，以及在忽略虚帧因此造成输出不连续时的操作。
在某些情况下，尤其在接收机没有锁定到要接收的信号的较长时长之后，要被接收的信号的实际上的载波频率可能在接收机端未知(例如由于频率漂移)且可能实际上主流在特定例如预先确定的频段内的任何位置处，在其中会发生由于漂移而产生的频移。为此，实际载波频率可以是该频段内的多个可能载波频率中的任何一个。
因此，根据本发明的一些实施例，信号时间帧处理器220适于克服这个载波频率漂移的问题，且被配置和操作用于对接收到的信号施加实时处理以实时识别任何一个或多个码字是否在可能的一个或多个载波频率中的任何一个上在接收到的信号中被编码。
为此，在一些实施例中，信号时间帧处理器220包括载波频率分析器模块230，被配置和操作用于同时结合接收到的信号的多个可能载波来分析接收到的信号的时间帧部分(或者一个或多个时间帧部分)。更具体地，载波频率分析器模块230被配置和操作用于变换接收到的信号的时间帧部分以生成(同时)载波数据，载波数据包括分别与接收到的信号的多个可能载波频率的每个可能载波频率相关联的多个载波数据段。变换被执行，使得每个载波数据段表示数据被从处理的时间帧部分中解码，其情况是这样的解码是通过假定接收到的信号可能已经获取了可能的载波频率之一来完成。换言之，每个载波数据段表示在与所述载波数据段相关联的特定的假定一个可能的载波频率上在时间帧部分中编码的“伪”数据(有意义或没有)。
例如，如下面将更详细描述的那样，在图8b的实施例中，载波频率分析器模块230包括信号频谱变换器的阵列(例如被实现为数字或模拟信号混频器和/或频率移位器)δf1…δfn，其被配置和操作用于对接收到的信号的时间帧部分施加差值各个频移δf1-δfn，由此分别生成与接收到的信号的不同频移相关联的n个载波数据段。甚至更具体地，这些同时生成的载波数据段实际上频移复制了接收到的信号的所处理的时间帧部分，将它们的载波频率相对于接收到的信号的特定的未确定/未知载波频率分别移动了不同的预先确定的频率δf1-δfn。因此，在此情况下，每个载波数据段表示在与所述载波数据段相关联的特定假定的一个可能的载波频率上在时间帧部分中编码的“伪”数据(有意义或没有)。
在图8c的另一示例中，载波频率分析器模块230包括时间到频率变换模块，其变换具有可能在信号中编码的特定码字的接收到的信号的时间帧部分的卷积结果，以及将这些卷积结果从时域变换到频域。时间到频率的变换可能例如使用傅里叶变换(例如快速傅里叶变换(fft)和/或离散傅里叶变换(dft))和/或经由任何适合的时间到频率变换来实现。因此，变换的结果通常是频域上的一系列的格。在此情况下，(变换具有码字的信号的卷积的时间帧部分)，格实际上呈现载波数据段，由此，在特定一个可能载波频率的假设下(或者换言之，假设接收到的信号偏移与特定格相关联的一个频移δf1-δfn)，每个格的强度(幅度)表示在卷积中使用的特定码字是否在信号的时间帧部分中编码。为此，这些格一起呈现多个载波数据段，表示接收到的信号的载波频率的多个可能频移。
在一些实施例中，信号时间帧处理器220还包括卷积模块240，被配置和操作用于处理信号的时间帧部分以同时识别在多个可能载波频率的任意一个上时间帧部分是否同时编码至少一个码字。
有关于此，例如如图8b的实施例中所示，卷积模块240包括多个至少n个相关器模块，可连接到/连接到多个数量为n个的信号混频器(频率变换器/频移器；例如至其输出)并且分别被配置和操作用于同时将数量为n的多个载波数据段(例如，其在本情况下分别由不同频移的信号部分构成)与特定码字(或者可能与数量为m的多个码字)卷积。因此，在这个情况下，图8b中的卷积模块240的n个相关器模块同时生成n个卷积后的信号表示，由此每个卷积后的信号表示指示卷积后的码字是否在具有特定对应的一个载波频移δf1-δfn的信号的时间帧部分中编码。
在另一实施例中，在图8c中图示说明，其中，卷积模块240在频率分析器模块230之前，参看系统的信号处理流程的方向。在此情况下，卷积模块240是字卷积模块，其适于卷积(在第一和可选的仅仅卷积阶段)信号的时间帧部分的k(1)＝n个连续(通常相等大小)分段与码字的相应的连续码元/构成(例如每个码元可以由码字的一个或多个位构成)。这产生了一系列排序的n个分别的码元卷积的信号表示(其对应于接收到的信号中的时间上排序的分段)，由此每个码元卷积的信号表示指示各个码元/构成是否在时间帧部分中编码。然后，通过实现n个各自码号卷积表示的排序序列的时间频率转换，获得具有接收到的信号的时间帧部分的码字卷积的频率表示。该频率表示实际呈现了载波数据且包括多个格来呈现表示码字是否在接收到的信号的时间帧部分中编码以及在哪个载波频率上被编码的载波数据部分。更具体地，每个格数的强度表示码字是否实际在接收到的信号的时间帧部分中编码以及与频率表示中的格的位置相关联的特定载波频率。换言之，通过包括具有特定阈值的格，并且检测超过阈值的格，可以根据频率表示中的格位置而确定接收到的信号的载波频率以及将码字识别为在该载波上在接收到的信号的各个时间帧部分中编码。
为此，时间帧处理器220适于基于识别到码字所在的接收到的信号的时间帧部分来确定在接收到的信号中的码字的时间索引。因此，输出模块可以进一步适于输出该时间索引数据，因为该时间索引数据实际上指定/表示在接收到的/正向链路信号上传送的通信数据帧的基准/初始位置。
而且，时间帧处理器220适于处理载波数据以识别载波数据段，载波数据段编码有效数据并由此确定接收到的信号的载波频率。输出模块250进一步适于输出所述确定的载波频率。
具体参看图8b，如上所示，在这个实施例中，信号获取系统的载波频率分析器模块230包括数量为n的多个信号混频器/偏移器(变换器)δf1-δfn，配置且操作用于同时处理接收到的信号。为此，信号混频器适于向接收到的信号施加数量为n的多个各自不同的预先确定的频移，由此生成数量为n的多个各自不同的频移信号，其载波频率相对接收到的信号的特定未确定的载波频率偏移了所述不同的预先确定的频移。卷积模块240包括至少n个的多个相关器模块，可分别地连接到数量为n的多个信号混频器δf1-δfn，并被配置和操作用于同时将多个频移信号分别与码字卷积，由此同时生成n个卷积信号表示，用来表示码字是否在所述相应频移信号中编码。
图8b以无需解释的方式描绘了信号获取系统201的操作原理。其依赖于由发射机在发射机帧内传送的先验已知信息(uw——唯一/码字)。在接收路径的可选提供的匹配滤波器的输出端接收到的信号被频移且随后与若干可能唯一/码字uw进行相关。在一些示例中，输出/比较器模块250被用于基于卷积信号表示(表示与频移的相关)确定帧的开始。为此，所有可能频移之间相关的最大绝对值被测试且与阈值相比较，该超过该阈值的定时确定帧的开始(时间索引)。
根据一些实施例，卷积模块240包括至少nxm个的多个相关器模块，用于同时测试数量为m(整数)个的码字uw中的任意一个是否在接收到的信号中(在其时间帧部分中)编码。为此，m个相干器模块的每个组可连接到n个信号混频器δf1-δfn中的各自的一个信号混频器且被配置用于同时将由各自一个信号混频器获得的各自的频移信号与多达m个码字同时卷积。卷积模块因此生成多达nxm个卷积信号表示，以表示m个码字中的任意一个是否分别在n个频移信号中的任意一个中编码。
因此，在这样的实施例中，输出模块可以包括码字识别模块，适于比较nxm个卷积信号表示与预先确定的标准并由此确定任何码字是否在对应于卷积信号表示的频移信号中编码。
现在转到图8c，更具体地描述信号获取系统201的构造和操作。在这个示例中，卷积模块240被实现为字卷积模块且包括数量为k(1)＝n的多个延迟模块d，被配置和操作用于对接收到的信号施加k(1)个不同的时间延迟且由此生成k(1)个各自时间延迟的信号作为接收到的信号被k(1)个各自时间延迟所延迟后的副本(其时间帧部分)。卷积模块240还包括至少第一字卷积级s(1)，其包括：码字供应模块，其未具体示出且可能被数字实现为连接到存储预先确定的码字uw的存储器的移位寄存器，其适于提供k(1)个数据部分h0到hn-1来指示所述码字的n个码元构成(k(1)＝n)。第一字卷积级s(1)还包括数量为k(1)的多个码元卷积模块(例如信号乘法器)。每个码元卷积模块能够连接到所述多个延迟模块的各个延迟模块，用于从其接收由此生成的相应的时间延迟信号，并且能够连接到所述码字供应模块(移位寄存器)，用于接收所述k(1)个码元构成的相应的码元/构成hi，该相应的码元/构成hi在所述码字uw中的位置对应于各个延迟模块d的时间延迟信号的各个时间延迟。而且，每个码元卷积模块被配置和操作用于将所述时间延迟信号与所述相应的码元/构成卷积以生成各个码元卷积信号表示，指示所述码元构成是否在相应的时间延迟信号中编码。所述k(1)个码元卷积模块由此生成k(1)个码元卷积信号表示，指示码字的所述k(1)个码元构成是否以时间次序在所述接收到的信号中编码。为此，第一级s(1)生成n个码元卷积信号表示。
信号获取系统201还包括载波频率分析器模块230以包括时间到频率变换模块(例如fft或dft)，适于从码字卷积模块240接收k(1)个码元卷积信号表示且向其施加时间到频率变换以获得n个频率卷积信号表示的基于频率的表示。
在数学项中，运算可以被描述如下：
将输入信号(复i/q)标注为sn，其中n是码元号码，其中，不失一般性，我们可以取n＝0作为帧中第一码元(时间帧部分)。
对于码字uw序列，输入信号可以被描述为：
其中hn是uw的已知码元值，n是uw内的码元数。
由获取模块进行的运算则是：
即，输入信号被频移δfk校正，随后与uw相关。如果频移
在特定的实现示例中，如果我们取
公式(1)可以被写成：
这是在项
实际实现在图8c中示例解释，其中，首先进行与给定uw(其码元被描述为hi)的相关，通过dft/fft来测试载波信号的可能频率的假设。
根据一些实施例，信号获取系统201被配置为复杂度可缩放。这可以通过向字卷积模块240配置串联的卷积级来实现，级联的卷积级包括如上所述的第一卷积级s(1)以及一个或多个串联的附加卷积级s(2)to(l)，其中，附加卷积级l中的每个s(l)适于从之前的卷积级s(l-1)接收k(l-1)个码元卷积信号表示并且将它们聚合(添加、求和)以生成一个集合，该集合具有属于码字的较大码元的较小数目k(l)＝k(l-1)/n码元卷积信号表示。而且，在这个实施例中，可选地使用选择器模块245，其被配置用于基于从卷积级的集合中的所选择的级l获得的码元卷积信号表示有选择地操作所述时间到频率变换模块fft。因此，频率变换模块fft单独变换所选的一个卷积级的k(1)个码元卷积，由此使得能够可控制地调整处理功率要求和接收到的信号中的所述码字的识别的准确率。
这里，对于高码元速率，给定偏移被翻译为相对于码元速率的小误差(因此需要较低的频率解析度)，对大数量的系数进行平均运算且fft的大小(格的数目)更小。这使能能够进行更快的计算。另一方面，对于较低的码元速率，在资源可用的情况下，可以以高解析度进行完整fft。
有关于此，应该理解，基于频率的表示(fft/dft的输出)的峰值满足预先确定的标准(阈值)表示该码字uw在接收到的信号中编码。基于频率的表示中的峰值的位置表示接收到的信号的载波频率的偏移；而该峰值的强度(绝对幅度)表示码字在接收到的信号中(在处理的其时间帧部分中)编码的显著性水平。
因此，在一些实施例中，输出模块包括码字识别模块，其可能包括比较模块，适于比较所述峰值强度与预先确定的标准并由此确定该码字是否在接收到的信号中被编码。
在一些实施例中，信号获取系统201被配置和操作用于同时确定数量为m>1的多个不同码字中任意一个是否在接收到的信号中编码。在这样的实施例中，信号获取系统201可以例如包括至少m个的多个字卷积模块210，类似于上面所述，或者额外的一个或多个时间帧信号处理器220’用于处理不同的各个码字。
如上述的图7a和8a-8c的任何示例中配置的信号获取系统201可以被配置为数字信号处理芯片(片上系统)或片上系统的一部分。输入模块可以与信号接收信道相关联，信号接收信道可连接到天线模块且至少包括模拟数字转换器，适于从天线模块采样模拟信号并生成数字形式的接收到的信号。输入模块可以适于从接收到的信号中提取时间帧部分作为互相连续偏移至少一个信号采样的预先确定长度的连续时间帧部分。
上述的信号获取系统可以被配置和操作用于处理接收到的信号以识别在信号中编码的至少一个码字并且确定时间索引(采样位置)以及该码字是否在接收到的信号中编码以及该码字被在接收到的信号中编码所在的载波频率。
上述的信号获取系统201和/或整个通信接收机200可以在芯片中被实现为dsp的h/w加速器，例如在dsp的相同芯片上。
根据上述技术，可以以层级的方式来进行时间同步。这可以例如如下实现：信号、其通信帧，一般由码元序列组成。考虑到例如dvb-s2x的例子，码元时间可以在2ns(500m码元每秒)到1μs(1msps)之间。码元在通信帧中排序。在dvb-s2x中，帧在3000到35000个码元之间，其转换为6μs到35ms。帧可以被组织为超帧，包含大约600000个码元。超帧尺寸则可以在1.2ms到600ms之间。帧或超帧传输时间看因此是上面的整数倍。上述的获取引擎/系统200提供帧级的同步。码元级同步可以在调制解调器自身上使用已知算法(gardner)来执行。标准化方法(gps、ieee1588和网络时钟基准(ncr))提供用来同步传输时间的手段。
在本申请的说明书和权利要求书中，每个动词“包括”、“包含”和“具有”以及它们的变化形式，都用来指示该动词的对象(一个或多个)不必是该动词的主语(一个或多个)的成员、组成、元素或部分的一个完整列表。
已经使用通过示例而给出的对实施例的详细描述来描述本发明，但不想将本发明的范围以这种方式来限制。所描述的实施例包括不同特征，在本发明的所有实施例中并不要求所有这些特征。本发明的一些实施例中仅使用一些特征或者可能的特征组合。所描述的本发明的实施例的各种变化以及包括在所描述的实施例中提到的不同特征的组合的本发明的实施例对于本领域技术人员来说是显然的。本发明的范围仅仅由所附的权利要求来限定。
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