【USRP 卫星】铱星信号解调

【USRP 卫星】铱星信号解调

铱星

铱星卫星通信系统主要使用 L波段 和 Ka波段 进行通信,具体频段和带宽如下:

1. L波段(地面用户通信)

频率范围:

上行:1616 MHz 至 1626.5 MHz下行:1616 MHz 至 1626.5 MHz

带宽:10.5 MHz主要用于用户终端与卫星之间的通信,具有较强的抗干扰能力和较大的覆盖范围。

2. Ka波段(卫星间通信和地面网关)

频率范围:

上行:29.1 GHz 至 29.3 GHz下行:19.4 GHz 至 19.6 GHz

带宽:200 MHz主要用于卫星间链路和网关通信,支持高速数据传输。

这些频段和带宽设计确保了铱星系统可以实现全球覆盖和可靠通信。具体应用时可能会根据地区和运营要求有所调整。

以下是针对 L波段(铱星系统中用户终端与卫星之间的通信链路)的完整物理层参数,包括调制方法、FEC方法以及其他关键参数。

1. 调制方法

主流调制方法:

QPSK(Quadrature Phase Shift Keying,正交相移键控)

每符号携带2比特信息。频谱效率较高,抗干扰能力强。适合L波段的信道特性(衰落、多路径干扰较大)。

BPSK(二进制相移键控)

每符号携带1比特信息。在低信噪比环境下的鲁棒性更好。用于初始链路建立或弱信号传输场景。

信道复用方式:

FDMA(频分多址):通过频率分隔多个用户,常用在较低数据速率场景。TDMA(时分多址):时间上分隔用户传输,适合支持更多用户同时在线。

2. FEC(前向纠错)方法

前向纠错技术是提高链路可靠性的重要手段,通常与调制技术结合。

常用编码技术:

卷积码:

常用码率:1/2、2/3。对短距离链路提供可靠的误码纠正能力。

Turbo码:

适用于高可靠性需求的场景。优点:接近香农极限的纠错性能。常用码率:1/2、3/4。

LDPC(低密度奇偶校验码):

更高效的纠错技术。在现代改进版本的卫星系统中可能引入。

纠错能力:

提供 10⁻⁶ 到 10⁻⁹ 的误码率(BER)目标。

3. 带宽与频谱利用

频段:

1616 MHz 至 1626.5 MHz(上行与下行)。

信道带宽:

每个信道带宽通常为 41.67 kHz。支持多个用户共享有限的频谱资源。

频谱效率:

QPSK 提供约 2 bps/Hz 的频谱效率。根据FEC编码方式调整有效速率。

4. 数据速率

符号速率:根据每个信道的带宽和调制方式计算。用户数据速率:

速率范围:从数kbps到几十kbps。结合调制、编码方式和信道条件动态调整。

5. 信道特性

多路径衰落:

L波段容易受到地表反射和散射的影响,调制方式需具备抗衰落能力。通常通过分集接收技术提高性能。

噪声特性:

热噪声和人为干扰较低,但链路预算需考虑较大路径损耗。

6. 链路预算关键参数

信噪比(SNR)目标:

QPSK:通常要求 SNR > 7-10 dB(取决于FEC编码)。BPSK:SNR > 4-6 dB。

发射功率:

用户终端:1-3 W。卫星:更高功率以覆盖大范围。

接收增益:

用户终端天线:通常为全向天线,增益较低。卫星天线:高增益波束定向天线。

7. 多址接入技术

FDMA + TDMA 混合:

FDMA 分配频率资源。TDMA 在单个频率信道上分配时隙,以支持多个用户。

8. 铱星 L波段的完整物理层参数总结

参数项具体值频率范围1616 MHz 至 1626.5 MHz信道带宽41.67 kHz调制方式QPSK、BPSKFEC方法卷积码、Turbo码(现代系统可能用LDPC)频谱效率QPSK: 2 bps/Hz符号速率根据信道带宽和调制方式动态调整用户数据速率数kbps 到几十kbps信噪比要求BPSK: 4-6 dB;QPSK: 7-10 dB发射功率用户终端:1-3 W;卫星:高功率波束多址接入FDMA + TDMA该设计兼顾了L波段链路的传输特性和可靠性要求,同时通过灵活的调制和编码方法确保全球范围内稳定的通信能力。

项目

项目一

https://github.com/muccc/iridium-toolkit

项目二

https://github.com/muccc/gr-iridium

cmake -B build

cmake --build build

sudo cmake --install build

sudo ldconfig

支持的USRP设备

联系采购邮箱:fansen.zhao@outlook.com

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