[发明专利]星地同步多址接入方法及利用该方法的系统

说明书

本发明涉及一种星地同步多址接入方法，适用于由多个用户终端和卫星构成的卫星移动通信系统中。本发明提供的星地同步多址接入方法可使用户终端发送到卫星的信号的载波控制在预设的上行频点附近，并实现多个用户终端发送的信号在到达卫星的时间上高度同步，从而有效降低信号间的相互干扰，实现了卫星移动通信系统通信资源的高效利用。

技术领域

本发明涉及一种通信多址接入方法，尤其涉及一种轨道卫星移动通信中星地同步多址接入方法与系统，属于卫星通信技术领域。

背景技术

轨道卫星移动通信是利用运行轨道比地球同步轨道低得多的一组卫星，实现移动用户之间或移动用户与固定用户之间的通信。轨道卫星移动通信系统一般由低轨道卫星、主控地球站、关口地球站、移动地球站、车载站、船载站、机载站、用户终端等组成。低轨道卫星星座是用十几颗至几十颗低轨道运行的小型卫星，分若干个轨道，每轨道若干颗卫星，绕地球在经度上距离相等的若干个轨道面旋转，作为移动通信中继站。随着移动互联网的迅速发展，轨道卫星移动通信系统的核心应用向互联网变迁，因此轨道卫星移动通信系统也称作空间互联网。

在移动通信中，多个用户采用提前定义好的技术方法接入信道共享同一通信资源，这种技术称作多址技术，也称作接入技术。常见的多址技术体制包括时分多址、频分多址和码分多址。现代通信系统中通常将这几种多址技术混合使用：先用频分的方式将可用频率资源分配为多个频道，在同一个频道内，多个终端又采用时分多址和码分多址接入。从通信架构看，最广泛使用的是有中心的星形通信架构，即多个移动通信终端总是中心节点通信，这个中心通信节点常称作基站，通信链路被分为上行链路和下行链路。上行链路是移动通信终端到基站的通信链路，下行链路是基站到移动通信终端的通信链路。无论采用时分多址还是码分多址的接入技术，多个终端都必须在准确的时间点发送数据给基站，从而将相互间的通信干扰降到最低甚至彻底消除，从而发挥有限通信资源的最大效率。在地面移动通信系统中，由于传播时延非常短，通常为微秒级，因此在多址接入技术中无需考虑传播时延带来的影响，终端总是可以准确的接入到基站。轨道卫星移动通信系统与传统地面移动通信系统不同。在轨道卫星移动通信系统中，卫星的覆盖范围大，卫星的运动速度很快。例如位于800公里轨道的低轨移动通信/互联网卫星其覆盖范围为2400公里，运行速度为7.5公里每秒，接近第一宇宙速度。在这种情况下，地面移动终端与卫星之间的距离差异很大，而且距离的变化率也很大，多个用户终端如何同时准确的接入到卫星以及如何锁定和跟踪下行链路的频率就成为轨道卫星移动通信领域的一个关键技术问题。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种星地同步多址接入方法，可以保证多个用户终端同时准确的接入到卫星。

一种星地同步多址接入方法，应用于由多个用户终端和卫星构成的卫星移动通信系统中，所述星地同步多址接入方法包括以下步骤：

S1，用户终端和卫星分别获得自身时空基准，所述时空基准包括时间基准和空间基准；

S2，所述卫星根据自身时间基准计算出卫星轨道信息和上行时间窗口信息，并设定实际上行时间窗口，所述上行时间窗口信息包括上行时间窗口起始时刻T和上行时间窗口长度T_bw；

S3，所述卫星调整下行链路无线电信号的载波频率，使其接近预定的载波频率F_dc，并在下行链路中广播所述卫星轨道信息和上行时间窗口信息；

S4，所述用户终端接收所述卫星轨道信息和上行时间窗口信息，利用所述卫星轨道信息推算在上行时间窗口起始时刻T无线信号从用户终端传播到卫星所需时间T_d，得到最佳上行链路信息发送时刻T_o＝T-T_d；

S5，所述用户终端根据所述时空基准计算上行载波多普勒偏移量F_ud；

S6，所述用户终端调整上行链路无线电信号的载波频率，使其最接近F_uc-F_ud；