[發明專利]一種基于同步幀的衛星通信上行閉環定時同步方法

有效

• 申請號: 201910867159.6
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110602779B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 馬松;劉田;張毅;夏斌;李成
• 申請（專利權）人: 成都天奧集團有限公司
• 主分類號: H04W56/00
• 分類號: H04W56/00
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

該發明公開了一種基于同步幀的衛星通信上行閉環定時同步方法，涉及衛星通信領域。本發明該方法的組成主要包括：下行同步幀分組、上行傳輸時延計算、小區公共傳輸時延計算、基于星歷的上行數據到達衛星時刻預測、基于星歷的上行傳輸時延偏移量及小區公共時延偏移量計算、上行傳輸時延調整量計算與下發。具有以下的有益效果：本發明針對多載波體制衛星通信系統，能夠有效降低傳輸時延對上行時間同步的影響，定時同步精度高；本發明采用閉環定時同步方法，與傳統的地面移動通信系統上行定時同步方法相兼容。

技術領域

本發明涉及衛星通信領域，具體涉及到一種基于同步幀的上行閉環定時同步方法。

背景技術

衛星通信系統具有大距離傳輸、高動態等特點，這給系統設計帶來了眾多的挑戰，對于采用多載波體制的衛星通信系統，需要解決系統中地面終端的上行同步跟蹤問題。由于地面終端與衛星間的距離不等且實時變化，如果不同的終端同時發送上行數據時，信關站接收到不同終端的信號的時間是不同的。此時需要根據地面終端與衛星間距離的遠近，相應的調整地面終端發射信號的時間提前量，保證所有終端的同一個上行數據幀同時到達信關站。為了避免不同終端相鄰的上行數據幀在信關站發生交疊，防止終端間干擾導致無法正常通信，需要對上行鏈路進行定時處理，保持上行同步，即終端上行鏈路的定時同步技術。

傳統的地面移動通信系統采用的主要是基于閉環的上行定時同步方案，小區基站通過測量終端上行信號的傳輸時延，來計算每個終端的上行定時提前量。在衛星通信系統中，以傳輸距離較短的低軌衛星為例，衛星的運動速度非常快，鏈路的傳輸距離比較長，在終端上行發送時刻，地面信關站根據測量傳輸時延并計算得到的終端上行定時提前量已經過期，需要重新設計終端上行定時同步機制。針對以上問題，本發明專利提出了一種基于同步幀的上行閉環定時同步方法。

發明內容

為了解決多載波體制衛星通信系統中的上行定時同步問題，本發明提出了一種基于同步幀的上行閉環定時同步方法。

本發明提出了一種基于同步幀的上行閉環定時同步方法，該方法的組成主要包括：下行同步幀分組、上行傳輸時延計算、小區公共傳輸時延計算、基于星歷的上行數據到達衛星時刻預測、基于星歷的上行傳輸時延偏移量及小區公共時延偏移量計算、上行傳輸時延調整量計算與下發。本發明具體通過如下方案實現，一種基于同步幀的衛星通信上行閉環定時同步方法，該方法包括：

步驟1：預估小區傳輸時延范圍，在該信關站的下行傳輸幀基礎上劃分同步幀，并以N幀為單位進行分組，每個同步幀中固定位置填充有同步幀編號n，n＝1,2,…,N，信關站周期發送同步幀；

N的選取準則：N個同步幀持續時間大于小區內終端最大往返傳輸時延；

步驟2：終端接收下行同步信號并進行時間同步，在接收到第k組同步幀第一幀后，發送上行隨機接入信號，發起隨機接入；

步驟3：信關站收到終端發送的上行隨機接入信號，并記錄接收時間T₁，根據第k組同步幀第一幀的發送時間T₀，并根據星歷，計算出終端的上行傳輸時延T_DELAY1；

步驟4：信關站根據星歷和上行傳輸時延T_DELAY1，預測下一次終端上行信號到達衛星的時刻T₂₃；

步驟5：根據時延補償方案：在相對時延補償方案下，計算T₂₃時刻小區的公共傳輸時延T_COM23，以及終端的上行傳輸時延T_DELAY23；在絕對時延方案下：信關站根據星歷，推算T₂₃時刻終端的上行傳輸時延T_DELAY23；相對時延補償TA計算公式TA＝2(T_DELAY1–T_COM23)，絕對時延補償TA計算公式TA＝2T_DELAY1；