[發明專利]一種全域覆蓋多波束衛星LTE的主同步序列設計方法

有效

• 申請號: 201310119936.1
• 申請日: 2013-04-08
• 公開（公告）號: CN103259755A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 王海明;鄧祝明;高西奇;尤肖虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 夏雪

技術領域

本發明屬于寬帶無線通信技術領域，具體是一種全域覆蓋多波束衛星LTE的主同步序列設計方法。

背景技術

衛星移動通信是實現在任何地點進行通信的必要手段之一。近年來，第四代（The?Fourth?Generation?Mobile?Communication?Systems,4G）陸地蜂窩移動通信發展日趨成熟，以正交頻分復用（Orthogonal?Frequency?Division?Multiplexing,OFDM）、多輸入多輸出（Multiple-Input?Multiple-Output,MIMO）和同頻組網等作為關鍵技術的第三代合作伙伴計劃長期演進技術（The3^rd?Generation?Partnership?Project?Long?Term?Evolution,3GPP-LTE）已經陸續投入商用。將具有高速率、大容量、高頻譜效率、高功率效率等特點的陸地LTE（Terrestrial?LTE,T-LTE）應用到衛星移動通信中，建立同頻組網的多波束衛星LTE（Satellite?LTE,S-LTE）移動通信系統是當前衛星移動通信領域研究的熱點和難點。

采用地球靜止軌道（Geostationary?Earth?Orbit,GEO）衛星提供移動通信業務具有很多優點：理論上，單顆GEO衛星能夠覆蓋42.2%的地球面積，3顆GEO衛星即能覆蓋南北極除外的全球區域；信號傳輸延遲時間是常量；不需要頻繁的衛星間切換；多普勒頻移小；技術相對成熟，投資風險相對較小等。然而，單純采用GEO衛星的衛星移動通信系統，存在著一些問題：（1）GEO已被密集占用；（2）無法覆蓋兩極；（3）中高緯度地區的通信仰角低，信號傳輸距離更遠；（4）在地面終端和衛星之間的高大建筑物、山脈等，阻礙信號的傳輸，形成陰影區，從而難于實現衛星移動通信全域覆蓋。傾斜地球靜止同步軌道（Inclining?Geostationary?Synchronized?Orbit,IGSO）衛星，由于軌道傾角大于0°，其星下點軌跡是以赤道為對稱軸的“8”字形，軌道傾角越大，“8”字形的區域也越大，因此，IGSO衛星能有效克服GEO衛星在中高緯度地區始終是低仰角的問題。然而，單顆IGSO衛星的覆蓋能力在某些地區不如GEO衛星。采用GEO衛星和IGSO衛星聯合組網，兩者優勢互補，可實現全域覆蓋。

多波束GEO-IGSO?S-LTE移動通信系統在衛星上采用大型天線陣列產生多個波束，到達地面后形成多個小區。與T-LTE一樣，GEO-IGSO?S-LTE也采用同頻組網方式，相鄰小區配置不同的主同步序列。然而，GEO-IGSO?S-LTE存在較為嚴重的波束間干擾（Inter-Beam?Interference,IBI），相鄰小區的交疊范圍大。為了更好地實現小區搜索，GEO-IGSO?S-LTE需要數量更多的主同步序列。

發明內容

發明目的：針對多波束GEO-IGSO?S-LTE需要與T-LTE數量更多的主同步序列這一需求，本發明的目的是提供一種全域覆蓋多波束衛星LTE的主同步序列設計方法。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為一種全域覆蓋多波束衛星LTE的主同步序列設計方法，包括如下步驟：

（1）將標準Zadoff-Chu序列擴展為廣義Zadoff-Chu序列，從而獲得更多候選序列的初始候選主同步序列集合；

（2）根據主同步序列的選擇準則，逐步縮小候選主同步序列集合，以獲得最終的候選主同步序列集合；

（3）從最終的候選主同步序列集合中獲得性能和復雜度最佳折衷的主同步序列集合。

進一步的，所述步驟（1）包括如下步驟：

1）利用子載波映射的方式，將長度為N_zc的標準Zadoff-Chu序列擴展為廣義Zadoff-Chu序列，獲得廣義Zadoff-Chu序列集合其中x_u為廣義Zadoff-Chu序列x_u(m)的向量形式，u表示根序號；

2）去除廣義Zadoff-Chu序列集合中每條序列的中間點，獲得初始候選主同步序列集合其中d_u為初始候選主同步序列d_u(k)的向量形式，向量d_u的長度為N_zc-1。

所述廣義Zadoff-Chu序列x_u(m)由下式得到：