一种卫星通信的信号同步方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种卫星通信的信号同步方法和装置，涉及卫星通信的技术领域，包括：获取卫星发送的下行链路信号；基于下行链路信号和目标参数，计算出地面终端的上行链路信号的信号偏移量；利用信号偏移量对上行链路信号进行补偿；在对上行链路信号完成补偿之后，向卫星发送补偿后的上行链路信号，并获取卫星计算出的补偿后的上行链路信号的信号偏移量；基于补偿后的上行链路信号的信号偏移量和目标变化量，对补偿后的上行链路信号的信号偏移量进行修正，得到目标信号偏移量，解决了现有的卫星通信中信号的时间和频率同步精度较低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星通信的信号同步方法和装置
本专利技术涉及卫星通信的
，尤其是涉及一种卫星通信的信号同步方法和装置。
技术介绍
在采用多频时分通信体制的中低轨宽带卫星通信系统中，如基于DVB-RCS2/DVB-S2X空口协议或4G空口协议的中低轨通信卫星星座，具有通信信号频率高、卫星移动快等特点，导致星地间的时间和频率同步格外困难，如图1所示。一方面由于卫星的快速移动，特别是对于工作在Ka频段的通信系统，存在较大的多普勒频偏和多普勒变化率，当终端对多普勒补偿残留较大时，会增加卫星解调的难度，同时可能造成邻信道的干扰；另外一方面，由于在时分的空口体制中，用户都是以突发形式向卫星发送数据的，这要求较高的时间同步精度以避免用户间数据的碰撞，然而中低轨宽带卫星通信中，卫星移动快，导致星地间时延变化快，同时由于宽带卫星通信速率高，保护时隙小，对时间同步要求高。最后，当卫星和终端采用普通的恒温晶振或温补晶振时，导致变频通道频率偏移大，而造成对星地频率偏差进一步增大，需要进行精确的补偿。针对上述问题，还未提出有效的解决方案。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种卫星通信的信号同步方法，以缓解现有的卫星通信中信号的时间和频率同步精度较低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种卫星通信的信号同步方法，应用于地面终端，包括：获取卫星发送的下行链路信号；基于所述下行链路信号和目标参数，计算出所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量，其中，所述信号偏移量包括：频率偏移量和时间偏移量，所述上行链路信号为所述地面终端发送给所述卫星的链路信号；利用所述信号偏移量对所述上行链路信号进行补偿；在对所述上行链路信号完成补偿之后，向所述卫星发送补偿后的上行链路信号，并获取所述卫星计算出的所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量；基于所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量和目标变化量，对所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量进行修正，得到目标信号偏移量，其中，所述目标变化量包括：第一通信过程与第二通信过程之间的多普勒频移变化量，第一通信与第二通信之间的星地距离变化量，所述第一通信过程为所述地面终端与所述卫星之间的当前通信过程，所述第二通信过程为所述当前通信过程之前的通信过程。进一步地，所述目标参数包括：地面终端的位置信息、卫星星历、下行链路信号发送时间、上行链路的通信时隙。进一步地，基于所述下行链路信号和目标参数，计算出所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量，包括：利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量；利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量；将所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量和所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量，确定为所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量。进一步地，利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量，包括：利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述地面终端与所述卫星之间的多普勒偏移量，其中，所述多普勒偏移量包括：所述地面终端与所述卫星之间的上行通信多普勒偏移量，所述地面终端与所述卫星之间的下行通信多普勒偏移量；基于所述地面终端与所述卫星之间的多普勒偏移量，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量。进一步地，利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量，包括：利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述地面终端与所述卫星之间的星地距离和传播时延；基于所述星地距离和所述传播时延，计算出所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种卫星通信的信号同步装置，应用于地面终端，包括：获取单元，计算单元，补偿单元，执行单元和修正单元，其中，所述获取单元，用于获取卫星发送的下行链路信号；所述计算单元，用于基于所述下行链路信号和目标参数，计算出所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量，其中，所述信号偏移量包括：频率偏移量和时间偏移量，所述上行链路信号为所述地面终端发送给所述卫星的链路信号；所述补偿单元，用于利用所述信号偏移量对所述上行链路信号进行补偿；所述执行单元，用于在对所述上行链路信号完成补偿之后，向所述卫星发送补偿后的上行链路信号，并获取所述卫星计算出的所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量；所述修正单元，用于基于所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量和目标变化量，对所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量进行修正，得到目标信号偏移量，其中，所述目标变化量包括：第一通信过程与第二通信过程之间的多普勒频移变化量，第一通信与第二通信之间的星地距离变化量，所述第一通信过程为所述地面终端与所述卫星之间的当前通信过程，所述第二通信过程为所述当前通信过程之前的通信过程。进一步地，所述目标参数包括：地面终端的位置信息、卫星星历、下行链路信号发送时间、上行链路的通信时隙。进一步地，所述计算单元用于：利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量；利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量；将所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量和所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量，确定为所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量。进一步地，所述计算单元用于：利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述地面终端与所述卫星之间的多普勒偏移量，其中，所述多普勒偏移量包括：所述地面终端与所述卫星之间的上行通信多普勒偏移量，所述地面终端与所述卫星之间的下行通信多普勒偏移量；基于所述地面终端与所述卫星之间的多普勒偏移量，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行第一方面中所述方法的步骤。在本专利技术实施例中，获取卫星发送的下行链路信号；基于下行链路信号和目标参数，计算出地面终端的上行链路信号的信号偏移量；利用信号偏移量对上行链路信号进行补偿；在对上行链路信号完成补偿之后，向卫星发送补偿后的上行链路信号，并获取卫星计算出的补偿后的上行链路信号的信号偏移量；基于补偿后的上行链路信号的信号偏移量和目标变化量，对补偿后的上行链路信号的信号偏移量进行修正，得到目标信号偏移量。在本专利技术实施例中，通过下行链路信号和目标参数，对上行链路信号进行频率和时间补偿，然后，地面终端利用卫星计算出的所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量对补偿后的上行链路信号的信号偏移量进行修正，本申请，充分利用卫星和终端由于变频引起频率偏移的对称性特点，对上行链路信号的时频进行补偿，确保终端的上行链路信号到达卫星时能实现时频精确对准，进而解决了现有的卫星通信中信号的时间和频率同步精度较低的技术问题，从而实现了能够对卫星通信中信号的时间和频率进行高精度同步的技术效果。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星通信的信号同步方法，其特征在于，应用于地面终端，包括：/n获取卫星发送的下行链路信号；/n基于所述下行链路信号和目标参数，计算出所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量，其中，所述信号偏移量包括：频率偏移量和时间偏移量，所述上行链路信号为所述地面终端发送给所述卫星的链路信号；/n利用所述信号偏移量对所述上行链路信号进行补偿；/n在对所述上行链路信号完成补偿之后，向所述卫星发送补偿后的上行链路信号，并获取所述卫星计算出的所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量；/n基于所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量和目标变化量，对所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量进行修正，得到目标信号偏移量，其中，所述目标变化量包括：第一通信过程与第二通信过程之间的多普勒频移变化量，第一通信与第二通信之间的星地距离变化量，所述第一通信过程为所述地面终端与所述卫星之间的当前通信过程，所述第二通信过程为所述当前通信过程之前的通信过程。/n

【技术特征摘要】
1.一种卫星通信的信号同步方法，其特征在于，应用于地面终端，包括：
获取卫星发送的下行链路信号；
基于所述下行链路信号和目标参数，计算出所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量，其中，所述信号偏移量包括：频率偏移量和时间偏移量，所述上行链路信号为所述地面终端发送给所述卫星的链路信号；
利用所述信号偏移量对所述上行链路信号进行补偿；
在对所述上行链路信号完成补偿之后，向所述卫星发送补偿后的上行链路信号，并获取所述卫星计算出的所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量；
基于所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量和目标变化量，对所述补偿后的上行链路信号的信号偏移量进行修正，得到目标信号偏移量，其中，所述目标变化量包括：第一通信过程与第二通信过程之间的多普勒频移变化量，第一通信与第二通信之间的星地距离变化量，所述第一通信过程为所述地面终端与所述卫星之间的当前通信过程，所述第二通信过程为所述当前通信过程之前的通信过程。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标参数包括：地面终端的位置信息、卫星星历、下行链路信号发送时间、上行链路的通信时隙。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，基于所述下行链路信号和目标参数，计算出所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量，包括：
利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量；
利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量；
将所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量和所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量，确定为所述地面终端的上行链路信号的信号偏移量。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量，包括：
利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述地面终端与所述卫星之间的多普勒偏移量，其中，所述多普勒偏移量包括：所述地面终端与所述卫星之间的上行通信多普勒偏移量，所述地面终端与所述卫星之间的下行通信多普勒偏移量；
基于所述地面终端与所述卫星之间的多普勒偏移量，计算出所述上行链路的通信时隙对应的频率偏移量。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述上行链路的通信时隙对应的时间偏移量，包括：
利用所述目标参数和所述下行链路信号，计算出所述地面终端与所述卫星之间的星地距离和传播时延；
基于所述星地...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳凯，张涛，陈曦，陈茂良，王浩儒，邹宗庆，陈实华，王育强，
申请(专利权)人：上海清申科技发展有限公司，中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31