[發明專利]一種低軌衛星通信系統反向頻偏預校正機制

在審

• 申請號: 202210514357.6
• 申請日: 2022-05-12
• 公開（公告）號: CN114978829A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 歐斌;陳川東;程剛;曾凌;陽旭;曾紀;葉榮飛;傅小玲;理東方;熊倩;黃玉斌
• 申請（專利權）人: 重慶金美通信有限責任公司
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04B7/01;H04B7/185
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種低軌衛星通信系統反向頻偏預校正方，本專利特征在于：基帶設備均可通過秒脈沖統計晶體時鐘偏差，并通過廣播信道廣播信關站統計的晶體時鐘偏差；而終端UE設備根據終端基帶時鐘偏差、信關站基帶時鐘偏差計算兩者射頻頻偏，再利用收發射頻頻率之比計算得到方向鏈路晶體偏差引入的頻偏，對計算出的反向多普勒頻偏進行補償作為反向頻偏預校正值。

2.本專利的關鍵在于對反向鏈路射頻頻偏的計算方法，和獲得信關站、終端時鐘偏差的方法；而多普勒頻偏的估計、前向鏈路頻偏的估計不是本專利的關注點，無論其采用何種算法，本專利都可以在其基礎上提升反向鏈路頻偏補償精度。

3.一種低軌衛星點對多點通信系統反向頻偏預校正方法，其特征在于，典型實現步驟如下：

1）信關站根據秒脈沖統計出時鐘晶體偏差，并與衛星星歷一起打包，在前向的廣播消息中進行發送；

2）終端從前向鏈路信號中估計出前向鏈路總頻偏△f_forward，估計方法可采用常用的訓練序列估算；完成時間和頻率同步、解調、譯碼等常規處理流程，解析出其中的衛星星歷、信關站時鐘晶體偏差△f_{GW_clk}等信息；

3）終端根據衛星的星歷信息，計算出衛星在未來一段時間內的坐標位置，矢量速度，并結合地面站坐標位置（來自北斗/GPS），分別計算出未來一段時間內衛星相對用戶站的上行多普勒頻偏△f_{duople_user_up}，衛星相對用戶站的下行多普勒頻偏△f_{duople_user_down}；信關站到衛星的上行多普勒△f_{duople_gw_up}，衛星到信關站的下行多普勒頻偏△f_{duople_gw_down}；

4）根據2、3兩步結果計算出前向鏈路總的射頻頻偏△f_{hard_forward}：

△f_{hard_forward} = △f_forward - △f_{duople_gw_up} - △f_{duople_user_down} （1）

5）利用收發射頻頻率比例計算衛星轉發器、終端晶體偏差引入的反向射頻頻偏△f_{hard_forward}，主要由信關站、衛星轉發器、終端晶體偏差引入的頻偏組成：

△f_{hard_forward} = △f_{GW_forward} + △f_{satalite_forward} + △f_{UE_forward} （2）

以設備收發通道時鐘源共源為前提，可利用收發頻率比例計算得到△f_{hard_back}：

△f_{hard_back} = α△f_{GW_forward} + β△f_{satalite_forward} + χ△f_{UE_forward} （3）

其中分別表示收發頻率的比值，將2式代入3式，得到：

△f_{hard_back} =α△f_{GW_forward} +β(△f_{hard_forward} - △f_{GW_forward} - △f_{UE_forward}) +χ△f_{UE_forward} （4）

6）根據步驟3和步驟5計算結果可計算出反向預補償頻偏△f_back：

△f_back = △f_{duople_user_up} + △f_{duople_gw_down} + △f_{hard_back} （5）

按權利要求3所述，△f_{UE_forward}、△f_{GW_forward}的計算方式特征為，對北斗/GPS秒脈沖進行統計，根據相鄰秒脈沖之間的計數器值與期望的計數器值的差值，得到時鐘偏差△f_{UE_clk}、△f_{GW_clk}，而基帶時鐘與射頻時鐘同源，則利用基帶頻率與射頻頻率比值，可計算△f_{UE_forward} = λ△f_{UE_clk}，△f_{GW_forward} = γ△f_{GW_clk}；λ表示終端輸出信號頻率與射頻頻率的比值, γ表示信關站基帶輸出頻率與射頻頻率比值。