用于建立射頻鏈路的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于通過衛星建立射頻鏈路的方法。
【背景技術】
[0002]現在，數字電視節目通過衛星頻道的廣播(例如，根據標準DVB-S、DVB-S2或者DVB-SH之一)在全世界被廣泛地使用。各種設備被安裝在無數用戶的家中。
[0003]所安裝的設備主要是包括外部單元的接收設備，該外部單元包括拋物線形反射器，該拋物線形反射器將調制超高頻信號聚焦到LNB(低噪聲塊)的稱為喇叭天線(feedhorn)的源上，LNB將接收到的超高頻信號轉換為中衛星頻帶的電信號以便將它們經由同軸電纜傳輸到STB微型解碼器。
[0004]解碼器包括解碼器塊(DVB-S、DVB-S2或者DVB-SH)，其提取傳輸在同軸電纜上的調制信號中的“有用”的調制信號并且對所提取的“有用”信號進行解調。“有用”的解調信號可以例如用于在電視屏幕上顯示視頻圖像。
[0005]現在用于經由地面或者衛星頻道廣播數字電視節目的供應本質上是純被動的，即“單向服務”。
[0006]然而，可以證明，有趣的是能夠提供需要反向鏈路的服務；這是例如交互服務的情況(投票、具有通過秘鑰交換的條件訪問的內容消費、對諸如視頻點播之類的新服務的訂購)。此外，該反向鏈路可以在用于控制某些設備(警報、加熱等)和/或用于恢復由在家中存在的傳感器或者儀表(氣、電等)測量的數據的機器對機器(或者M2M)通信領域找到特別有趣的應用。
[0007]對該問題的已知的解決方案在于使用采用由固定電話運營商提供的ADSL類型連接(STN或者“電話交換網絡”)或者由移動電話運營商提供的GPRS/UMTS類型連接的反向鏈路。該解決方案因此需要附加的設備以及附加的訂閱；此外，電話交換不是特別適于諸如投票或者訂購消息之類的不是非常大的消息的傳輸(相對高成本、網絡飽和問題等等)。此夕卜，這樣的解決方案不是完全令人滿意的，只要交互功能不是基于已經用于通過衛星接收電視的相同類型的裝置和設備。
[0008]大部分衛星電視供應不包括反向鏈路。通過衛星的交互可以由與廣播系統完全分離的系統提供，但是具有高成本且不與電視供應十分兼容。然而，有可能引用在由申請人提交的專利申請W02011076791中描述的用于通過衛星廣播電視的雙向系統的示例。在該系統中，終端是低成本的并且交互子系統與廣播子系統集成在一起。該系統使用寬Ku或者Ka波段中的前向鏈路和在與Ku波段不同的波段中(例如，在窄的S波段中或者在C波段中)的用于地面終端的反向鏈路。
[0009]也可以設想反向鏈路在Ku波段中，但是在Ku波段的未由前向鏈路使用的部分中，從而前向鏈路不被反向鏈路中的信號所擾亂。
[0010]然而，可以證明，特別有意思的是在前向鏈路和反向鏈路中使用波段的相同部分；這樣的配置事實上使得能夠有更好的頻譜效率并且因此確保在成本方面的降低，只要相同的轉發器(transponder)可以用于前向鏈路并且用于反向鏈路，而不需要用于反向鏈路的專用轉發器。
[0011]這樣的配置被具體地描述在專利US6011952中，其中主地面站在寬波段中的前向鏈路中傳輸而終端以更低功率在彼此分離并且存在于用于前向鏈路的寬波段中的子波段中的反向鏈路中傳輸。根據該配置，傳輸地面站也負責消除由其自身傳輸的主信號并且恢復由終端傳輸的信號。使用用于傳輸主信號并且恢復反向鏈路中的信號的相同地面站的事實導致缺乏總體架構的靈活性。
[0012]在文獻US6011952中提出的消除技術假定在中繼設備(其可以是衛星的轉發器)的層級處執行信號的放大，其中轉發器的放大鏈獨特地操作在線性區。具有專有的線性效應的這樣的操作因此暗示轉發器的放大鏈(包括例如行波管放大器或者TWTA)不能靠近飽和或者在飽和處(其中出現非線性效應的情況)操作。然而當諸如TV信號之類的廣播類型被傳輸時，飽和處的操作的使用可以證明是特別有趣的(或者甚至不可缺少)。事實上，對于諸如電視廣播之類的應用，最小化接收天線的大小并且最大化抗雨能力(由鏈路預算中的裕量給出)是非常重要的。為了獲得這些效果，衛星轉發器必須非常接近飽和使用。為了記憶，用于衛星轉發器中的放大器當它們在高功率水平(功率飽和)使用時具有非線性行為。這些非線性效應可以產生輸出信號、諧波頻率或者在多載波情況下的互調信號的失真。在行波的線性域中，在管的端部處的輸出功率與輸入功率成比例。當輸出功率不再隨著輸入功率線性增加時，出現飽和。換言之，輸入功率對輸出功率特性，也由幅度/幅度(AM/AM)調制所指定，在放大器的輸出最大時不是線性的。
[0013]除了增益壓縮的效應之外，功率放大器也具有非線性幅度/相位(AM/PM)調制效應。
[0014]輸出功率的飽和與波的相位變化同時進行。當一個保持在線性域時，隨輸入功率的相移的變化保持為低，但是當接近飽和時，因此放大器可以提供的最大功率、AM/PM轉換(“AM/PM轉換”-kp)和AM/PM轉移(“AM/PM轉移” _kt)的兩個效應將顯現。
[0015]由于衛星轉發器的飽和所導致的這些強烈效應的存在避免了在文獻US6011952中描述的消除技術在衛星電視廣播系統的背景下的使用。
【發明內容】
[0016]在該背景下，本發明旨在提供一種用于通過衛星建立射頻鏈路的方法，也使得有可能確保反向鏈路在性能方面以有效的方式傳輸超高頻射電信號、容易適配于預先存在的廣播系統、使用相同的前向鏈路和反向鏈路頻率波段，使得能夠使用用于兩個頻道的兩個獨立的地面站，并且使得能夠在飽和處或者接近飽和地操作衛星的轉發器的放大鏈。
[0017]為此，本發明提出一種用于在電信網絡中建立射頻鏈路的方法，所述電信網絡包括:
[0018]-電信衛星，包括轉發器，用于接收位于使用波段的上行鏈路頻率(例如，上行鏈路專用的Ku波段中的一部分，稱為“Ku上行鏈路”)內的所確定的上行鏈路頻率范圍中的信號、放大所述信號、對所述信號進行頻率轉換以及向地球傳輸位于使用波段的下行鏈路頻率(例如，下行鏈路專用的Ku波段中的另一部分，稱為“Ku下行鏈路”)內的所確定的下行鏈路頻率范圍中的所述信號；
[0019]-主地面站，包括向所述電信衛星廣播根據第一協議調制的并且占據所述上行鏈路頻率范圍的至少一部分的信號的裝置；
[0020]-多個交互終端，所述交互終端中的每個交互終端包括接收由所述轉發器傳輸的來自所述主地面站的信號的裝置，以及向所述電信衛星傳輸根據第二協議調制的并且占據所述上行鏈路頻率范圍的所述部分中的至少一部分的信號的裝置，所述第二協議與所述第一協議不同并且是擴展頻譜協議；
[0021]-交互地面站，包括接收由所述轉發器傳輸的來自所述交互終端和來自所述主地面站的信號的裝置；
[0022]所述方法包括以下步驟:
[0023]-通過所述主地面站傳輸根據第一協議調制的并且占據上行鏈路頻率范圍的所述部分的信號；
[0024]-通過所述交互終端傳輸根據第二協議調制的并且占據所述上行鏈路頻率范圍的所述部分中的至少一部分的多個信號，使得所述多個信號頻率疊加在由所述地面站廣播的信號上；
[0025]-通過所述衛星接收根據第二協議調制的所述信號和根據第一協議調制的所述信號，由所述電信衛星接收的根據第二協議調制的所述信號具有比由所述主地面站廣播的信號的幅度更小的總幅度，并且由所述電信衛星接收的根據第二協議調制的所述信號具有不同幅度；
[0026]-在所述轉發器內傳遞根據第二協議調制的所述信號和根據第一協議調制的所述信號，所有所述信號由所述轉發器利用非線性效應放大；
[0027]-通過所述衛星向地球傳輸包括由所述轉發器放大的根據第二協議調制的所述信號和根據第一協議調制的所述信號的聚合信號；
[0028]-通過所述交互終端接收所述聚合信號以及解調通過主地面站傳輸的根據第一協議調制的信號；
[0029]-通過所述交互地面站接收所述聚合信號、指定的初始聚合信號；
[0030]-通過所述交互地面站消除所述初始聚合信號內的根據第一協議調制的所述信號，從而獲得再處理的聚合信號；
[0031]所述方法還包括:
[0032]-步驟i):通過所述交互地面站從所述再處理聚合信號中解調根據第二協議調制的如下信號，該信號在再處理聚合信號中存在的根據第二協議調制的所有信號之中具有最大幅度；
[0033]-步驟ii):通過所述交互地面站根據所述第二協議再調制在先前步驟解調的所述信號；
[0034]-步驟iii):通過所述交互地面站生成包括根據第一協議調制的所述信號和根據第二協議再調制的所述信號的信號；所述根據第一協議調制的所述信號和根據第二協議再調制的所述信號被施加轉發器的放大的線性和非線性效應；
[0035]-步驟iv):消除在所述初始聚合信號內的在先前步驟期間仿真的所述信號，從而獲得新的再處理的聚合信號。
[0036]對新的再處理的聚合信號迭代步驟i)至iv)，在再處理聚合信號內的干擾水平在每次迭代時降低。
[0037]由于本發明，有利地使用了相同的頻率波段