[发明专利]低轨卫星TDMA通信系统的前向链路时间同步方法

说明书

一种透明转发低轨卫星TDMA通信系统的前向链路时间同步方法，包括：主站周期地采集本地NCR信息，并计算所述NCR信息的循环冗余校验值；根据NCR同步周期和主站侧NCR时间与星历时间的映射关系，换算发送每组NCR同步参考数据的星历时间；将所述NCR信息、所述循环冗余校验值和所述星历时间组成一组NCR同步参考数据，通过前向链路广播给处于同一TDMA系统中的所有端站，以使端站：周期地接收并解析所述NCR同步参考数据，并在解析出的NCR信息经过循环冗余校验是正确时，立刻计算端站本地NCR计数器的更新值，并以此更新值进行端站NCR计数器的更新。既适用于时延抖动很小的场景，又适用于时延抖动较大的场景。

技术领域

本发明涉及TDMA卫星通信系统的时间同步技术，尤其涉及一种透明转发低轨卫星TDMA通信系统的前向链路时间同步方法。

背景技术

TDMA系统是一种基于时分多址技术的多用户通信系统。在TDMA卫星通信系统中，主站对返向链路的各种时隙进行规划，并为每个入网的端站分配专用时隙进行数据传输。不同端站则根据时隙规划分时共享同一个物理信道。因此，所有端站都需要建立与主站一致的计时系统，以便于准确识别主站规划的时隙及其范围，以及恰当选择返向突发的发送时间，以使返向突发在期望的时间到达期望的时隙。这就是TDMA系统的全网时间同步。全网时间同步包含两个部分：前向链路时间同步和返向链路时间同步。前向链路时间同步的作用是实现网络时钟参考(NCR)同步，即建立端站计时系统与主站计时系统之间的映射关系，进而达到端站通过本地计时系统识别主站时隙位置的目的。而返向链路时间同步的作用是实现返向突发的到达时间(ToA)同步，即端站准确估计出返向突发的发送时间，并在此时间发送返向突发，以使其准确地落入目标时隙。

对于时延抖动很小的场景，前向链路时间同步的常规方法是：首先，在主站和端站中均设置一个NCR计数器，并以相同的频率进行记数。然后，主站周期地广播自身的NCR信息，且所有端站也周期地接收主站广播的NCR信息。当正确解析出主站的NCR信息后，端站用此NCR值直接更新本地NCR记数器的值，以达到与主站时间同步的目的(如图1所示)。采用上述方法进行前向链路时间同步后，端站的计时速度将与主站保持一致，仅在计时基准上相差一个固定偏移量。这个时间基准偏差可以在前向链路时间同步过程中进行补偿，也可以在返向链路时间同步过程中进行补偿。

然而，对于存在较大时延抖动的场景，例如低轨卫星TDMA通信系统，上述方法的同步结果将出现很大的偏差，进而导致返向链路的时隙间干扰。如果要克服这些偏差的负面影响，就需要设置很大的时隙保护间隔，而该措施又会导致整个返向链路的用户容量大幅下降。因此，需要设计能够对抗较大时延抖动的前向链路时间同步方法。

发明内容

主要针对上述相关现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种透明转发低轨卫星TDMA通信系统的前向链路时间同步方法，既适用于时延抖动很小的场景，又适用于时延抖动较大的场景，均能达到较为理想的前向链路时间同步效果。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种透明转发低轨卫星TDMA通信系统的前向链路时间同步方法，应用于处于TDMA卫星通信系统中的主站，包括步骤：

主站周期地采集本地NCR信息，并计算所述NCR信息的循环冗余校验值；

根据NCR同步周期和预先建立的主站侧NCR时间与星历时间的映射关系，换算发送每组NCR同步参考数据的星历时间；

将所述NCR信息、所述循环冗余校验值、所述星历时间组成一组NCR同步参考数据，通过前向链路广播给处于同一TDMA卫星通信系统中的所有端站，以使端站：

周期地接收并解析所述NCR同步参考数据，并在解析出的NCR信息经过循环冗余校验是正确时，立刻计算端站本地NCR计数器的更新值，并以此更新值进行端站NCR计数器的更新。

进一步，所述主站侧的NCR时间是主站侧设置的NCR计数器的计数值。