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一种混合柔性转发器的实现方法

阅读：446发布：2023-02-23

专利汇可以提供一种混合柔性转发器的实现方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种混合柔性转发器的实现方法，主要涉及通信领域的全光变频和全光交换技术，以及非均匀信道化和电路交换等技术。本发明的实现结构主要由微波光子转发与微波数字柔性转发两部分组成，微波光子转发充分利用光子学宽带、高速、低功耗等优点，可实现大粒度可变带宽的透明转发；微波数字柔性转发作为辅助，可实现中小粒度的可变带宽透明转发及处理转发，两部分通过星载控制设备的联合控制，可实现多波束、不同粒度带宽信号的灵活转发。同时，混合柔性转发器还对外提供多路数字接口，可以连接星载分组交换处理载荷。本发明具有实现复杂度低、支持可重构设计及多模式转发等优点，并且微波光子转发与微波数字柔性转发两部分也可独立使用。，下面是一种混合柔性转发器的实现方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种混合柔性转发器的实现方法，其特征在于包括以下步骤：
①不同频段的N路射频信号经微波光子转发，完成对N路射频信号中的大粒度带宽的射频信号对应交换并得到M路中频信号；所述的M路中频信号由相同的第一组N路中频信号和第二组N路中频信号组成；所述的N和M均为自然数，且M＝2*N；
②将第一组N路中频信号分别进行上变频转换为第一组N路射频信号；将第二组N路中频信号分别进行模数变换得到L路数字基带信号，对L路数字基带信号中不需要进行处理转发的中粒度带宽的数字基带信号对应交换后进行数模变换，再通过上变频器得到第一组L路射频信号；对L路数字基带信号中需要进行处理转发的中小粒度带宽的数字基带信号经综合恢复后进行解调，将解调后的信号进行分组交换，将分组交换后的信号进行调制变换为中频信号，再经过上变频器转换为第二组L路射频信号；将第一组L路射频信号和第二组L路射频信号对应的每P路信号通过合路器变为一路射频信号，得到第二组N路射频信号；所述的L和P均为自然数，L＝P*N；
③将第一组N路射频信号的每一路信号和第二组N路射频信号的对应路信号分别经过合路器后输出N路射频信号；
完成混合柔性转发器的实现。
2.根据权利要求1所述的一种混合柔性转发器的实现方法，其特征在于：步骤①中所述的微波光子转发包括电光转换、光交换和光电转换。
3.根据权利要求1所述的一种混合柔性转发器的实现方法，其特征在于：所述的大粒度、中粒度和小粒度带宽信号根据星载控制代理信息进行区分。

说明书全文

一种混合柔性转发器的实现方法

技术领域

[0001] 本发明涉及通信领域，尤其是涉及一种混合柔性转发器的实现方法，特别适合支撑多波束、多功能、可重构的通用卫星转发器的应用需求。

背景技术

[0002] 目前用于实现多波束卫星载荷波束之间信息转发交换的技术途径主要有基于星上全处理的分组交换、基于星上透明转发的微波矩阵切换和以上两种方式相结合的基于星上部分处理的微波数字转发交换。

[0003] 基于星上透明转发的微波矩阵切换技术实现了卫星的透明转发，卫星不对用户信号进行处理，信号格式和内容与转发器无关，因此不存在对信号调制和编码方式的依赖性，具有较强的适应性和灵活性。然而，由于星上微波交换矩阵都是硬连接，其路由选择方式是固定的，所以这种方式无法适应业务量的变化，很难满足突发性强的Internet应用的要求。而且，微波矩阵方式可能由于体积重量过大，隔离度实现困难而难以得到满意的性能。同时，该方式下信号的交换是通过模拟滤波器和中频交换矩阵来实现的，交换带宽通常为一个转发器的带宽，如36MHz、54MHz或72MHz等，甚至以波束为单位进行。如果要进行较细粒度的交换，则交换矩阵的复杂度会显著提高，往往超出了微波开关矩阵的交换能力。

[0004] 基于星上全处理的分组交换技术则需要卫星转发器进行信号下变频、解调、译码等工作，将接收到的信号恢复为基带信号，再对基带信号经进行交换处理，之后重新编码、调制、上变频，最后将信号发射出去。相比于透明转发的微波矩阵切换技术，这种方式能够容忍更高的干扰电平，简化地球站设计，降低用户成本，提高系统的功率资源利用率和系统的容量。其代价是增加了星上的复杂度，并且对物理层具有依赖关系，还会使卫星质量和载荷功耗大幅增加。同时，系统的传输格式和服务类型固定，不能适应技术标准或通信协议的更新，灵活性较差，对新技术的应用和新业务的扩展会造成困难。而且，在波束较多的情况下，分组交换方式可能因为信号处理过于复杂，无法实现。

[0005] 总之，目前卫星转发器面临的主要问题是重量重、体积大，系统灵活性差，系统功耗大，且转发器容量难以适应需求的增长和突发型业务，适应性和扩展性不够。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的问题在于避免上述背景技术中提到的目前卫星转发器存在的不足之处而提供一种混合柔性转发器实现方法。本发明具有功耗低、灵活性强、实现复杂度低、支持可重构设计及多模式转发等优点，可实现多波束、不同粒度带宽信号的灵活转发。

[0007] 本发明的目的是这样实现的，一种混合柔性转发器的实现方法，包括以下步骤：

[0008] ①不同频段的N路射频信号经微波光子转发，完成对N路射频信号中的大粒度带宽的射频信号对应交换并得到M路中频信号；所述的M路中频信号由相同的第一组N路中频信号和第二组N路中频信号组成；所述的N和M均为自然数，且M＝2*N；

[0009] ②将第一组N路中频信号分别进行上变频转换为第一组N路射频信号；将第二组N路中频信号分别进行模数变换得到L路数字基带信号，对L路数字基带信号中不需要进行处理转发的中粒度带宽的数字基带信号对应交换后进行数模变换，再通过上变频器变为L路射频信号；对L路数字基带信号中需要进行处理转发的中小粒度带宽的数字基带信号经综合恢复后进行解调，将解调后的信号进行分组交换，将分组交换后的信号进行调制变换为中频信号，再经过上变频器转换为L路射频信号；将L路射频信号的每P路信号通过合路器变为一路射频信号，得到第二组N路射频信号；所述的L和P均为自然数，L＝P*N；

[0010] ③将第一组N路射频信号的每一路信号和第二组N路射频信号的对应路信号分别经过合路器后输出N路射频信号；

[0011] 完成混合柔性转发器的实现。

[0012] 其中，步骤①中所述的微波光子转发包括电光转换、光交换和光电转换。

[0013] 其中，所述的大粒度、中粒度和小粒度带宽信号根据星载控制代理信息进行区分。

[0014] 本发明相比背景技术具有如下优点：

[0015] (1)本发明将微波光子变换与微波数字柔性转发进行了应用融合，兼顾了对大、中、小不同粒度带宽的转发，充分利用了微波光子宽带、高速、低功耗的特点以及微波数字柔性转发的灵活性。

[0016] (2)本发明将透明转发与处理转发进行了融合，采取硬件资源共享的方式降低实现复杂度，同时硬件及控制支持星地协同可重构设计，弱化处理转发程序固化的弱点，增加多模式支持，增强其灵活性。

[0017] (3)本发明对微波光子变换及微波数字柔性转发进行了一体化的联合控制，并提出控制策略，使得两项技术从单独的个体成为具有联动关系的整体，从而在技术适用性方面具有很大的灵活性。

[0018] (4)本发明的微波光子变频技术中使用了4个4*1阵列波导光栅以及1个支持循环移位的4*4阵列波导光栅(如图2所示)，以精简地结构巧妙实现了多路多频段信号同时变频且无混叠无阻塞交叉输出。

[0019] (5)本发明的微波光子交换技术中创新性地采用了AWG与WSS相结合的技术来设计实现ROADM信号交换，不仅节省空间，而且具有成本低、配置灵活的特点。附图说明

[0020] 图1是本发明实施例的电原理方框图。图1由微波光子转发和微波数字柔性转发两部分组成。

[0021] 图2是本发明微波光子转发的实现原理框图。

[0022] 图3是本发明微波数字转发的实现原理框图。

具体实施方式

[0023] 参照图1至图3，对本发明做进一步详细说明。图1是本发明实施例的电原理方框图，它主要由微波光子转发、微波数字柔性转发、分组交换、星载控制代理、上变频器以及合路器组成。

[0024] 一种混合柔性转发器的实现方法，包括步骤：

[0025] ①波束1到波束4的信号经微波光子转发，完成对其中大粒度带宽的射频信号对应交换并得到中频信号1到中频信号8；所述的8路中频信号由两组相同的4路中频信号组成；

[0026] 所述的微波光子转发原理如图2所示，具体包括电光转换、光交换和光电转换；

[0027] ②将中频信号1到中频信号4分别进行上变频转换为第一组4路射频信号，即射频信号1到射频信号4；将中频信号5到中频信号8分别进行模数变换得到16路数字基带信号，对16路数字基带信号中的中粒度带宽的数字基带信号对应交换后进行数模变换，再通过上变频器变为16路射频信号；对16路数字基带信号中需要进行处理转发的中小粒度带宽数字基带信号经综合恢复后进行解调，将解调后的信号进行分组交换，将分组交换后的信号进行调制变换为中频信号，再经过上变频器转换为16路射频信号；将16路射频信号的每4路信号通过合路器变为一路射频信号，得到第二组4路射频信号，即射频信号1到射频信号4；

[0028] ③将第一组4路射频信号中的射频信号1到射频信号4分别与第二组4路射频信号对应路信号分别经过合路器后输出4路波束信号。

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