基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法、装置及终端制造方法及图纸

本申请实施例提供了一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法、装置、终端及存储介质。其中方法包括：确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字；基于预设第一频率合成器，确定多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值；控制预设第二频率合成器得到多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值，从而通过相位转换得到针对多普勒信号的IQ信号。本申请实施例通过两级频率合成器的设置起到了分别对频率、相位进行累加的目的，能够实现频率和频率一阶变化率的实时捷变，提高了对两个采样点间频率模拟的精确度，保证了后续对用户终端载波同步的性能进行测试和评估的准确性。

Doppler signal simulation method, device and terminal based on LEO satellite

【技术实现步骤摘要】
基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法、装置及终端
本申请涉及无线通信
，具体涉及一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法、装置及终端。
技术介绍
低轨卫星系统一般是指轨道高度低于2000km的卫星系统，其星地距离仅为地球同步轨道卫星的几十分之一，因此其信号传输时延和传播路径损耗小，利于卫星和用户终端的小型化。近年来，低轨卫星通信系统受到了广泛关注，全球各大通信运营商也在相继建设低轨卫星星座，如美国的星链、OneWeb、Telesat等以及我国的鸿雁、虹云等。对地面上的用户而言，低轨卫星的一次过顶时间约在10分钟左右，在此期间，接收到的卫星信号多普勒频偏由正值(靠近)逐渐变化为负值(远离)，对低轨卫星地面终端而言，卫星信号的多普勒频偏具有在大范围快速时变的特点。一般而言，当其位于用户终端的正上方时，多普勒频偏为0，多普勒频偏的变化率达到最大。从整体上看，多普勒频偏的变化呈现为一个关于时间的S型曲线。对于Ka波段的低轨通信卫星，多普勒频移最大可达500kHz，多普勒频移的变化率最大可达5kHz/s左右。较大的多普勒频偏和多普勒频偏的变化率给低轨卫星终端的载波同步带来了很大的挑战，为了对用户终端载波同步的性能进行测试和评估，因此需要对多普勒频偏及其变化率的准确、实时模拟。然而，相关的对多普勒频偏及其变化率的准确、实时模拟的技术存在因估计频率及相位准确率低，导致的模拟的多普勒频偏及其变化率准确率低的问题。
技术实现思路
为了解决上述任一技术问题，本申请提供一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法、装置、终端及存储介质。第一方面，本申请提供了一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法，该方法包括：确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，其中，第一控制字为针对多普勒频率曲线的控制字，第二控制字为针对多普勒频率变化率曲线的控制字；基于预设第一频率合成器，并依据多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，确定多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值；控制预设第二频率合成器分别对多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值进行处理，得到多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值；依据多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值进行转换，得到模拟的多普勒信号。第二方面，本申请提供了一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟装置，该装置包括：控制字确定模块，用于确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，其中，第一控制字为针对多普勒频率曲线的控制字，第二控制字为针对多普勒频率变化率曲线的控制字；频率累加输出模块，用于基于预设第一频率合成器，并依据多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，确定多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值；相位累加输出模块，用于控制预设第二频率合成器分别对多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值进行处理，得到多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值；多普勒模拟处理模块，用于依据多个采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值进行转换，得到模拟的多普勒信号。第三方面，本申请实施例提供了一种终端，该终端包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时以实现上述基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法。第四方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令用于执行上述基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法。本申请实施例的有益效果：通过两级频率合成器的设置实现了合成多普勒信号的目的，这两级频率合成器的设置起到了分别对频率、相位进行累加的目的，能够实现频率和频率一阶变化率的实时捷变，提高了对两个采样点间频率模拟的精确度，保证了后续对用户终端载波同步的性能进行测试和评估的准确性。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本申请实施例提供的一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法的流程示意图；图2为本申请实施例提供的一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法中多普勒信号的处理流程示意图；图3a为本申请实施例提供的另一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法中多普勒频率曲线的示意图；图3b为本申请实施例提供的另一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法中多普勒频率变化率曲线的示意图；图4为应用本申请实施例提供的另一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法中控制字预存二阶DDS框架的控制器切换模块的切换原理示意图；图5为应用本申请实施例提供的另一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法中控制字预存二阶DDS框架的控制器切换模块的状态转移图；图6为本申请实施例提供的又一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法的定点化仿真测试框架结构示意图；图7为应用本申请实施例提供的又一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法中定点化仿真测试框架结构得到的结果比较图；图8为应用本申请实施例提供的又一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法的软件无线电实验平台的框架示意图；图9为应用本申请实施例提供的又一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法的软件无线电实验平台在14点30分输出结果示意图；图10为应用本申请实施例提供的又一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法的软件无线电实验平台在14点35分输出结果示意图；图11为应用本申请实施例提供的又一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法的软件无线电实验平台在14点39分输出结果示意图；图12为本申请实施例提供的一种基于低轨卫星信号的多普勒信号模拟装置的结构示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。实施例一本申请实施例提供了一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法，如图1所示，该方法包括：步骤S101、确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，其中，第一控制字为针对多普勒频率曲线的控制字，第二控制字为针对多普勒频率变化率曲线的控制字。本申请实施例中，采样间隔时长用于表征在低轨卫星运行过程中能够为终端提供通信服务的时间段内，即在过顶周期内进行采样的时间间隔。例如，假设过顶周期为T,每个采样间隔时长为0.01秒，多个采样间隔时长的总时长为过顶周期。本申请实施例为不同的采样间隔时长分配不同的第一控制字和第二控制字，以将不同采样间隔时长各自的第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法，其特征在于，包括：/n确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，其中，所述第一控制字为针对多普勒频率曲线的控制字，所述第二控制字为针对多普勒频率变化率曲线的控制字；/n基于预设第一频率合成器，并依据多个所述采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，确定多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值；/n控制预设第二频率合成器分别对多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值进行处理，得到多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值；/n依据多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值进行转换，得到模拟的多普勒信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法，其特征在于，包括：
确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，其中，所述第一控制字为针对多普勒频率曲线的控制字，所述第二控制字为针对多普勒频率变化率曲线的控制字；
基于预设第一频率合成器，并依据多个所述采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，确定多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值；
控制预设第二频率合成器分别对多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的频率累加值进行处理，得到多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值；
依据多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值进行转换，得到模拟的多普勒信号。


2.根据权利要求1所述的基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法，其特征在于，所述确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字之前，所述方法还包括：
基于预设控制字算法，并依据预先获取到的所述多普勒频率曲线和所述多普勒频率变化率曲线，确定多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的第一控制字和第二控制字。


3.根据权利要求1或2所述的基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法，其特征在于，预设第一存储模块存储有多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的第一控制字，且预设第二存储模块存储多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的第二控制字；
所述确定多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的第一控制字和第二控制字，包括：
基于预设控制字切换模块，控制所述预设第一累加器分别向所述预设第一存储模块、所述预设第二存储模块读取多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的第一控制字和第二控制字。


4.根据权利要求1所述的基于低轨卫星的多普勒信号模拟方法，其特征在于，所述依据多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值进行转换，得到模拟的多普勒信号，包括：
基于预存正弦查找表，将多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值转换为相应的多普勒I路信号；
基于预存余弦查找表，将多个所述采样间隔时长各自对应的多个多普勒采样点分别对应的相位值转换为相应的多普勒Q路信号；
将所述多普勒I路信号和所述多普勒Q路信号进行相位补偿处理，得到模拟的所述多普勒信号。


5.一种基于低轨卫星的多普勒信号模拟装置，其特征在于，包括：
控制字确定模块，用于确定针对多个采样间隔时长各自对应的第一控制字和第二控制字，...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘孟冠，王本庆，苏泳涛，胡金龙，石晶林，
申请(专利权)人：南京中科晶上通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32