[发明专利]一种适用于GEO/LEO网络的LEO上行异步协同多址接入方法

说明书

本发明提供了一种适用于GEO/LEO网络的LEO上行异步协同多址接入方法，在GEO接收节点处通过串行干扰消除方法解决LEO上行消息在异步随机接入时的碰撞问题。本发明方法中，各LEO节点编码调制消息包发送出去，每个LEO节点发送的消息包至少被两个GEO节点接收；各GEO节点将接收到的消息包回传给地面的信关站；信关站的解调装置为每个GEO节点对应设置有一个滑动检测窗口，进行消息检测和编码解调。在解调时，利用异构时延和未碰撞的消息包来进行跨节点协同干扰消除，恢复碰撞的消息包。本发明无需系统同步，减少了用于系统同步所引入的功率和信令开销，并降低了终端的功耗。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种适用于GEO/LEO网络的LEO上行异步协同多址接入方法。

背景技术

空天信息网络作为我国重要的基础设施，受到越来越多的关注。截止到2015年8月31日中国在轨卫星数目达142颗，已超过俄罗斯，仅次于美国成为世界拥有卫星数目第二多的国家。为全面推进国家民用空间基础设施健康快速发展，促进空间资源规模化、业务化、产业化应用，我国于2015年发布了“国家民用空间基础设施中长期发展规划(2015-2025年)”。通过业界和国家对空天信息网络相关研究的重视可以看出，空天信息网络的发展将是我国经济和国防建设不可或缺的核心组成部分。由于地球同步轨道卫星(Geosynchronous Earth Orbit,GEO)和低轨卫星(Low Earth Orbit,LEO)在传输时延、覆盖范围，传输损耗等方面具有优势互补的特性，为了满足卫星网络中实时/非实时业务、低速/高速业务的共存服务需求，GEO/LEO网络是未来空天信息网络的重要组成部分。

在GEO/LEO网络中，一般基于软件定义网络(Software Defined Network,SDN)思想，利用GEO和LEO在覆盖范围上的天然差异性，将GEO/LEO网络分为GEO控制面和LEO数据面，在GEO控制面完成对底层LEO节点消息的汇集和分发。由于未来LEO数量在千颗的数量级(例如OneWeb公司采用720颗LEO卫星组成星座)，因此LEO的多址接入技术设计成为重要的问题。对于未来GEO/LEO网络，随机接入技术比其他多址接入方式更具有优势，它在提升资源利用率，降低接入时延等方面具有重要意义。然而，现有的随机接入方法并没有考虑如何分配和利用空天网络的多节点资源，大数量级的LEO节点在同时接入一个GEO节点时会导致大量消息的碰撞；此外，现有的随机接入协议大多基于时隙同步，对于GEO/LEO网络而言其时延是异构时变的，整体同步难度很大，而且同步需要带来额外的信令和功率等资源开销。因此，异构时延下的LEO异步随机接入方法的研究对空天网络的发展具有重要意义。