[发明专利]一种基于ZC序列的5G低轨卫星随机接入信号设计方法

权利要求书

1.一种基于ZC序列的5G低轨卫星随机接入信号设计方法，其特征在于：所述随机接入信号结构包括循环前缀(cyclic prefix，CP)、前导序列Sequence和保护间隔(guard time，GT)，其中，先通过计算最大往返传输时延差确定所述循环前缀CP的持续时间T_CP及所述保护间隔GT的持续时间T_GT，再通过覆盖性能、与5G地面蜂窝通信系统物理层随机接入信号的兼容性以及收发设备之间的最大往返传输时延差确定所述前导序列Sequence的持续时间T_Seq；

所述前导序列Sequence由第一序列和第二序列中的对应元素相乘所得，其中，所述第一序列是由根值为s且长度为N_ZC的短ZC序列重复K次后所得到的长度为N的序列，所述第二序列是根值为r且长度为N的ZC序列；不同的随机接入前导序列Sequence所述第一序列的根值s完全相同，所述第二序列的根值r不同；其中，第一序列根值s可自由设置，只需要满足和短ZC序列长度N_ZC互质，第二序列根值r可由s、K和N确定，N为序列长度，序列长度N由短ZC序列长度N_ZC乘以K得到，K为一个整数，短ZC序列长度N_ZC为5G地面蜂窝通信系统随机接入信号的序列长度，所述随机接入前导序列Sequence可用数学表达式表示为{x(n)＝ZC_s(n)·ZC_r(n),0≤n≤N-1}；

上述5G低轨卫星随机接入信号通过以下步骤来确定：

S1：确定地面终端设备和低轨卫星之间的最大往返传输时延差

S2：根据所述最大往返传输时延差确定所述循环前缀CP和所述保护间隔GT的持续时间，得到所述循环前缀CP的持续时间所述保护间隔GT的持续时间

S3：确定随机接入前导序列Sequence持续时间T_Seq及所述前导序列Sequence长度N；

S4：设置第一序列根值s，使得所述第一序列根值s与所述短ZC序列长度N_ZC互质；

S5：获取不同随机接入前导序列所使用的第二序列根值r所组成的集合R_root。

2.根据权利要求1所述的一种基于ZC序列的5G低轨卫星随机接入信号设计方法，其特征在于：所述S2包括以下步骤：

S201：获取卫星通信系统的波束直径d_cell和地球半径D，根据所述卫星通信系统的波束直径d_cell和所述地球半径D，计算出波束直径d_cell与地球半径D的夹角

S202：设卫星与卫星信号能够到达地球的最大范围点的距离为最大传输距离L，设卫星与卫星信号能够到达地球的最大范围点的连线和卫星信号能够到达地球的最大范围点处的切线的夹角为最小通信仰角θ，再根据所述最大传输距离L和所述最小通信仰角θ计算出卫星覆盖的小区边缘到卫星的最小距离

S203：根据所述卫星覆盖的小区边缘到卫星的最小距离d、所述最大传输距离L和光速c，计算得到所述最大往返传输时延差