【技术实现步骤摘要】
TDMA多址接入的分帧同步系统及其方法
本专利技术涉及多址接入
，也涉及分帧
，具体涉及一种TDMA多址接入的分帧同步系统及其方法，尤其涉及一种LEO卫星通信中TDMA多址接入的分帧同步系统及其方法。
技术介绍
低轨(LowEarthOrbit，LEO)卫星一般是指多个卫星构成的可以进行实时信息处理的大型的卫星系统，其中卫星的分布称之为卫星星座。低轨卫星主要用于军事目标探测，利用低轨卫星容易获得目标物高分辨率图像。随着卫星通信技术的高速发展，相比于静止轨道(GeostationaryEarthOrbit，GEO)卫星，具有较低时延，较低空间传播损耗和发射成本低的低轨卫星很早就得到广泛的运用。由于低轨卫星，即LEO卫星主要以小卫星为主，而小卫星的功率资源受到很大的限制，因此大部分LEO卫星通信系统都采用功率和频带资源利用率较高的TDMA多址接入方式，比如早期建设的Iridium系统和Orbcomm系统。然而LEO卫星的高速运动给TDMA多址接入的同步带来较大困难，尤其是维持系统正常通信的分帧同步。分帧同步是...
【技术保护点】
1.一种TDMA多址接入的分帧同步系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1：构建卫星与终端站之间距离变化的跟踪模型；/n步骤2：获取所述卫星与终端站之间的距离相对变化值和径向速度；/n步骤3：求解终端站突发发射定时调整量。/n
【技术特征摘要】
1.一种TDMA多址接入的分帧同步系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：构建卫星与终端站之间距离变化的跟踪模型；
步骤2：获取所述卫星与终端站之间的距离相对变化值和径向速度；
步骤3：求解终端站突发发射定时调整量。
2.根据权利要求1所述的TDMA多址接入的分帧同步系统的方法，其特征在于，所述构建卫星与终端站之间距离变化的跟踪模型包括：建立卫星的相对运动状态方程，结合该相对运动状态方程并根据终端站接收参考突发的时刻、频偏以及终端站到LEO卫星之间距离变化的联系，构建LEO卫星与终端站之间距离变化的跟踪模型。
3.根据权利要求1所述的TDMA多址接入的分帧同步系统的方法，其特征在于，获取所述卫星与终端站之间的距离相对变化值和径向速度包括：根据所述卫星与所述终端站之间距离变化的跟踪模型，采用卡尔曼滤波算法计算所述卫星与所述终端站之间的距离相对变化值和径向速度。
4.根据权利要求1所述的TDMA多址接入的分帧同步系统的方法，其特征在于，所述求解终端站突发发射定时调整量包括根据所述卫星与终端站之间的距离相对变化值和径向速度，计算所述卫星与终端站之间的前向下行链路和反向上行链路的传播延迟变化量，根据卫星通信系统的定时原理，得到终端站突发发射定时调整量。
5.根据权利要求1所述的TDMA多址接入的分帧同步系统的方法，其特征在于，所述构建卫星与终端站之间距离变化的跟踪模型的具体方式，包括：
步骤1-1：建立卫星相对运动状态方程；
所述建立卫星相对运动状态方程包括：建立LEO卫星相对运动状态方程为公式(1)所示：
xk＝Axk-1+Bbk-1+Cqk-1(1)
其中，xk＝(δkvkakbkfb)T，xk为卫星相对运动状态量，δk是第k帧时刻卫星与终端站相对于初始时刻的距离变化量，其中，k为正整数，第k帧表示所述卫星对所述终端站发送的第k个信号帧，vk是第k帧时刻卫星相对于终端站的径向速度，ak是第k帧时刻卫星相对于终端站的径向加速度，bk是第k帧时刻所述径向速度的二阶变化率，fb是终端站与卫星间的固定频偏；qk-1是第k帧时刻卫星通信系统的模型噪声，包含LEO卫星运动相关的扰动噪声和固定频偏相关的扰动噪声，这样扰动噪声都服从零均值高斯分布，且相互独立；A、B和C是状态转移矩阵，A、B和C分别如下所示：
以上矩阵中，Tf是帧周期，α表示卫星机动频率，该频率为帧周期Tf的倒数；
步骤1-2：建立卫星相对运动观测方程，即结合该相对运动状态方程并根据终端站接收参考突发的时刻和频差与卫星相对运动状态量的联系，构建作为卫星相对运动观测方程的卫星与终端站之间距离变化的跟踪模型，包括：
根据卫星通信系统的定时原理，所述终端站接收第k帧的参考突发时刻SOFR(k)和频偏Δfk如下所示：
SOFR(k)＝SOFR(0)+kTf+Δτk
Δfk＝fb+fd
其中，Δτk表示终端站接收第k帧的参考突发时刻相对变化量，由卫星相对运动引起；fd是多普勒频移大小，fd(k)＝-vkfc/c，fc表示终端站接收参考突发的载波中心频率，c表示光速；
根据终端站接收第k帧的参考突发时刻相对变化量Δτk和频偏Δfk与卫星相对运动状态量xk的关系，得到卫星相对运动...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱晋飞，程剑，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。