一种多信关站同步方法技术

本发明专利技术公开了一种多信关站同步方法，属于卫星通信技术领域。本发明专利技术的多信关站均同步到北斗系统上，无需主信关站发送同步信号，主要是由信关站的定时校正信号、频率校正信号共同计算定时偏移和频率偏移，并对其进行补偿。本发明专利技术的特点在于本同步方案针对卫星不发送任何同步参考信号的情景，多个信关站之间通过站间同步参考信号实现相互之间的同步，消除了馈电链路上的定时偏差和频率偏差，能够满足卫星移动通信系统多信关站间的信号同步精度要求，保证了系统的正常运行，是对现有技术的一种重要改进。

【技术实现步骤摘要】
一种多信关站同步方法
本专利技术涉及卫星通信
，特别是指一种多信关站同步方法。
技术介绍
地球同步卫星移动通信系统大多采用TDMA/FDMA体制，因此频率和时间的同步对整个系统的运行至关重要。一方面，相干解调需要非常高的频率稳定度和准确度；另一方面，空中接口的信号以频率和时隙定义，频率和时间的同步是保证发射信号进入正确的频率和时隙的前提条件。卫星系统地面段包含同时工作的多个信关站，要求多个信关站的发送信号在卫星接收天线处时间严格对齐，载波频率严格符合标称值。国外典型的地球同步卫星移动通信系统Thuraya卫星系统的多信关站同步方案为：卫星连续不断地向地面多个信关站发送一个重复的帧同步序列，此信号中带有同步标识；各个信关站向卫星发送帧参考序列并经卫星转发自行接收，当各个信关站的帧参考序列同步于卫星下发的帧同步序列时，信关站之间的信号都能在卫星天线口面处取得定时同步；此外，信关站再根据接收自己发送的帧参考序列和卫星下发的帧同步序列计算频率偏差，并对频差进行补偿。但是，现有技术中的方法需要卫星向信关站发送同步信号，或者需要信关站中设计一个主信关站来发送同步信号，实现方式较为复杂。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种多信关站同步方法，其能够在卫星不发送同步信号的情况下，利用卫星对信关站信号的转发而实现多个信关站之间的同步，同步方式简单有效。基于上述目的，本专利技术提供的技术方案是：一种多信关站同步方法，其在卫星不发送同步信号的情况下，利用卫星对信关站信号的转发而实现多个信关站之间的同步，每个信关站均采用如下步骤：(1)以不同频率向卫星发送定时校正信号TX_GTR和频率校正信号TX_GFR，并接收由卫星转发返回的定时校正信号RX_GTR和频率校正信号RX_GFR；(2)计算本站天线口处RX_GTR和TX_GTR之间的时间延迟ΔT，并以ΔT/2作为本站到卫星的时间延迟；(3)将本站的TX_GTR发送延迟T1S_offset调整为1-ΔT/2，使本站发送的定时校正信号TX_GTR在本站天线口处与北斗授时系统的秒脉冲对齐，从而完成时间同步；(4)分别计算Rx-GTR和Rx-GFR相对于标称频率的频差，并根据两个频差计算卫星相对于本站的多谱勒偏移系数以及卫星载荷漂移率；(5)根据多谱勒偏移系数和卫星载荷漂移率，对本站馈电链路的接收频率进行补偿，并校正本站馈电链路的发送频率，从而完成频率同步。可选的，所述步骤(4)中多谱勒偏移系数和卫星载荷漂移率的计算方式为：式中：Fn：表示针对信关站n的由卫星运动所产生的多普勒频移系数，Sn：表示针对信关站n的卫星载荷漂移率，FGTR_tr_n：表示信关站n的定时校正信号发送频率，FGTR_re_n：表示信关站n接收到的定时校正信号的频率标称值，FGTR_rx_n_meas：表示信关站n接收到的定时校正信号的频率测量值，FGFR_tr_n：表示信关站n的频率校正信号发送频率，FGFR_re_n：表示信关站n接收到的频率校正信号的频率标称值，FGFR_rx_n_meas：表示信关站n接收到的频率校正信号的频率测量值。可选的，所述步骤(5)中校正后本站馈电链路的发送频率为：其中，FGTR_tx_n_adj表示TX_GTR信号的实际应发频率，FGFR_tx_n_adj表示TX_GFR信号的实际应发频率，ΔF＝FGTR_re_n-FGTR_tr_n，Fn表示针对信关站n的由卫星运动所产生的多普勒频移系数，Sn表示针对信关站n的卫星载荷漂移率，FGTR_re_n表示信关站n接收到的定时校正信号的频率标称值，FGFR_re_n表示信关站n接收到的频率校正信号的频率标称值，FGTR_tr_n表示信关站n的定时校正信号发送频率。可选的，所述定时校正信号TX_GTR的信号速率为160KBaud，信号帧长为1秒，所述频率校正信号TX_GFR的信号速率为16KBaud，信号帧长为480毫秒。从上面的叙述可以看出，本专利技术技术方案的有益效果在于：1、本专利技术方法不需要卫星发送同步信号，而仅使用卫星透明转发信关站间的信号，因此减小了卫星负载。2、本专利技术同步方法仅需信关站发送两种同步参考信号即可实现定时和频率的同步，实现方式简单。3、本专利技术同步方法无需设计主信关站来发送全网同步信号，能够使所有信关站的定时和频率均同步于北斗系统的时间和频率上。4、本专利技术同步方法能够满足定时校正和频率校正的精度要求，能够保证卫星移动通信系统的正常运行。总之，本专利技术方法简单有效，易于实现，不需要卫星发送同步信号，能够消除馈电链路侧多信关站间信号的同步偏差，特别适用于地球同步卫星移动通信系统，是对现有技术的一种重要改进。附图说明为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的
技术介绍
、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。需要注意的是，这些附图可以给出也可以不给出一些在本专利文字部分已有描述且属于本领域普通技术人员公知常识的具体细节；并且，因为本领域的普通技术人员完全可以结合本专利已公开的文字内容和/或附图内容，在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，因此下面这些附图可以涵盖也可以不涵盖本专利文字部分所叙述的所有技术方案。此外，这些附图的具体内涵需要结合本专利的文字内容予以确定，当本专利的文字内容与这些附图中的某个明显结构不相符时，需要结合本领域的公知常识以及本专利其他部分的叙述来综合判断到底是本专利的文字部分存在笔误，还是附图中存在绘制错误。特别地，以下附图均为示例性质的图片，并非旨在暗示本专利的保护范围，本领域的普通技术人员通过参考本专利所公开的文字内容和/或附图内容，可以在不付出任何创造性劳动的情况下设计出更多的附图，这些新附图所代表的技术方案依然在本专利的保护范围之内。图1是本专利技术实施例中多信关站同步方法的一个原理示意图。具体实施方式为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时，为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案做出进一步的、更详细的说明。一种多信关站同步方法，其原理如图1所示，包括一个卫星以及多个信关站，同步方法包括以下步骤：(1)信关站n发送定时校正信号TXn_GTR信号到卫星C-C转发器，并接收卫星转发回来的RXn_GTR信号；此外，还发送频率校正信号TXn_GFR信号到卫星S-C转发器，并接收卫星转发回来的RXn_GFR信号；(2)信关站n计算本站发送定时校正信号TXn_GTR与接收的RXn_GTR信号之间的时间延迟ΔTn，则本地到卫星的延迟为ΔTn/2；据此调整发送延迟为TnS_offset_1＝1-ΔTn/2，使信号在卫星天线口处与北斗授时系统的秒脉冲同步；(3)设信关站n发送频率校正信号TXn_GFR的频率为FGFR_tr_n，接收的RXn_GTR估计的频率为FGFR_rx_n_meas，发送定时校正信号TXn_GTR的频率为FGTR_tr_n，接收的RXn_GTR估计的频率为FGTR_rx_n_meas，根据以上参数，计算出信关站n对应的多普勒漂移率Fn和星上对应时钟参考源漂移率Sn，并计算出发射信号的的校正值；具体来说，信关站n的频率同步过程包括以下步骤：(S201)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多信关站同步方法，其特征在于，在卫星不发送同步信号的情况下，利用卫星对信关站信号的转发而实现多个信关站之间的同步，每个信关站均采用如下步骤：(1)以不同频率向卫星发送定时校正信号TX_GTR和频率校正信号TX_GFR，并接收由卫星转发返回的定时校正信号RX_GTR和频率校正信号RX_GFR；(2)计算本站天线口处RX_GTR和TX_GTR之间的时间延迟ΔT，并以ΔT/2作为本站到卫星的时间延迟；(3)将本站的TX_GTR发送延迟T1S_offset调整为1‑ΔT/2，使本站发送的定时校正信号TX_GTR在本站天线口处与北斗授时系统的秒脉冲对齐，从而完成时间同步；(4)分别计算Rx‑GTR和Rx‑GFR相对于标称频率的频差，并根据两个频差计算卫星相对于本站的多谱勒偏移系数以及卫星载荷漂移率；(5)根据多谱勒偏移系数和卫星载荷漂移率，对本站馈电链路的接收频率进行补偿，并校正本站馈电链路的发送频率，从而完成频率同步。

【技术特征摘要】
1.一种多信关站同步方法，其特征在于，在卫星不发送同步信号的情况下，利用卫星对信关站信号的转发而实现多个信关站之间的同步，每个信关站均采用如下步骤：(1)以不同频率向卫星发送定时校正信号TX_GTR和频率校正信号TX_GFR，并接收由卫星转发返回的定时校正信号RX_GTR和频率校正信号RX_GFR；(2)计算本站天线口处RX_GTR和TX_GTR之间的时间延迟ΔT，并以ΔT/2作为本站到卫星的时间延迟；(3)将本站的TX_GTR发送延迟T1S_offset调整为1-ΔT/2，使本站发送的定时校正信号TX_GTR在本站天线口处与北斗授时系统的秒脉冲对齐，从而完成时间同步；(4)分别计算Rx-GTR和Rx-GFR相对于标称频率的频差，并根据两个频差计算卫星相对于本站的多谱勒偏移系数以及卫星载荷漂移率；(5)根据多谱勒偏移系数和卫星载荷漂移率，对本站馈电链路的接收频率进行补偿，并校正本站馈电链路的发送频率，从而完成频率同步。2.根据权利要求1所述的多信关站同步方法，其特征在于，所述步骤(4)中多谱勒偏移系数和卫星载荷漂移率的计算方式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：王力男，张庆业，王永超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13