一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法技术方案

本发明专利技术提供一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法，涉及无线通信领域。本发明专利技术包括：对卫星系统下行发射的多波束、多信道数据进行信道编码；调制；多波束扩频码分配；扩频；对各个信道扩频后的数据进行增益控制处理；把波束内的业务和控制信道按照帧结构进行累加处理；扰码生成；加扰处理；生成下行扩频同步信道数据；对加扰后数据和下行扩频同步信道数据按波束映射配置后进行累加处理；把处理后的数据进行上采样、成形滤波处理，完成下行扩频信号的生成。本发明专利技术采用扩频方式，对不同的卫星采用扰码区分，对同颗卫星下不同波束使用多色码分的方式以及专用的时分信道，解决了低轨星座下行功率受限的信道设计问题。轨星座下行功率受限的信道设计问题。轨星座下行功率受限的信道设计问题。

【技术实现步骤摘要】
一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法


[0001]本专利技术涉及无线通信领域，特别涉及一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法。

技术介绍

[0002]目前，常用的无线通信方式为地面无线通信，该通信网络主要通过地面基站从而完成信号的转发、传送。然而，由于经济成本、技术和其他一些自然环境因素的限制，地面基站覆盖的面积仅占据了全球总面积的20%左右。同时，对于地面上的各种不可抗力的影响，比如地震、海啸、暴风或者火灾等破坏力极强的特殊场景，地面基站容易毁坏，且短期内无法得到快速修复，不能提供及时的通信业务。此时，卫星通信网络由于覆盖面积大、组网灵活等特点，不受地面灾害影响，在应急抢险和航海及航空安全保障等领域发挥着不可替代的重要作用。同时卫星移动通信，特别是低轨卫星移动通信星座系统由于轨道高度较低，具有通信时延较小，信号的传播损耗较小等优势。但由于其单颗卫星能够覆盖的区域较小，为实现全球或大范围覆盖，需要将多颗低轨卫星协同设计成低轨星座通信系统。
[0003]在ITU制定的无线电规则中，在特定的频段和不同的国家设置的信号落地功率通量密度要求不同，而常规低轨卫星星座的下行信号单载波发射功率并不满足ITU的要求，因此需要设计一个既能够满足ITU要求，同时满足低轨星座应用的下行多址方式及信道设计方法。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术设计了一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法。该方法采用扩频方式，对不同的卫星采用扰码区分，对同颗卫星下不同波束使用多色码分的方式以及专用的时分信道，解决了低轨星座下行功率受限的信道设计问题。
[0005]本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1，对卫星系统下行发射的多个波束、多个信道的原始数据，进行信道编码；
[0008]步骤2，对信道编码后的数据，按照MPSK调制方式进行调制；
[0009]步骤3，对卫星多个波束内的业务和控制信道进行多波束扩频码分配，扩频码根据不同的扩频倍数SF，采用不同长度的OVSF码，扩频码分配采用多波束同频多色码分复用方式；
[0010]步骤4，把信道的数据符号按位替换为分配的扩频码，进行扩频操作；
[0011]步骤5，对各个信道扩频后的数据进行增益控制处理；
[0012]步骤6，把波束内的业务和控制信道按照帧结构进行累加处理；
[0013]步骤7，每颗卫星分配一个扰码生成序列及扰码号，按照扰码生成序列和扰码号进行扰码生成；
[0014]步骤8，把步骤6处理后的数据和卫星的扰码进行相乘，完成加扰处理；
[0015]步骤9，按照同步序列格式生成下行扩频同步信道数据；
[0016]步骤10，对加扰后数据和下行扩频同步信道数据按波束映射配置后进行累加处理；
[0017]步骤11，把步骤10处理后的数据进行上采样、成形滤波处理，完成下行扩频信号的生成。
[0018]进一步地，步骤1中，卫星单个波束内的信道包括下行扩频同步信道、下行扩频公共导频信道、下行扩频物理广播信道、下行扩频物理寻呼信道、下行扩频物理专用信道；
[0019]步骤3中，单个波束内的下行扩频公共导频信道、下行扩频物理广播信道、下行扩频物理寻呼信道分配不同的固定OVSF码，并预留R个信道OVSF码作为寻呼信道使用，每个波束使用R+3个控制信道；根据波束多色复用系数L，相邻的(L
‑
1)个波束的信道使用不同OVSF码，整星所有波束共使用L*(3+R)个OVSF码；L个波束以外能够复用这些OVSF码；下行扩频物理专用信道采用多波束同频多色码分复用方式，波束内专用信道能够使用控制信道以外的所有扩频码。
[0020]进一步地，步骤7中，扰码分配采用邻星相异、隔星相同的方式，星座中相邻的卫星使用不同扰码来区分，不相邻的卫星能够复用同样的扰码。
[0021]进一步地，步骤10中，按波束映射配置的具体方式为，邻波束的扩频同步信道相对于时隙开始时刻偏移不同码片N：
[0022]N=SeqNum*Chip_offset
[0023]其中，SeqNum的取值为0至L
‑
1,Chip_offset为码片偏移。
[0024]本专利技术的有益效果在于：
[0025]1、本专利技术的低轨卫星星座系统下行扩频信道可支持不同的扩频OVSF（Orthogonal Variable Spreading Factor）码，根据不同的使用场景要求，采用不同的扩频比和扩频带宽，满足不同地域的落地功率谱密度的要求。
[0026]2、本专利技术的低轨卫星星座系统下行扩频信道支持低轨星座中多个卫星采用不同的扰码配置方式，支持同一个卫星不同波束的控制、业务信道配置。
[0027]3、本专利技术提供了一种满足不同地区的落地功率通量密度需求以及大尺度频偏变化的低轨星座系统下行扩频信道配置，使得该信道满足特定地区低轨卫星业务的使用需求。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例中一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法的原理示意图。
[0029]图2是本专利技术实施例中的帧格式示意图。
[0030]图3是本专利技术实施例中同颗卫星的波束多色复用图。
[0031]图4是本专利技术实施例中同步信号发送结构示意图。
[0032]图5是本专利技术实施例中扩频下行时分业务信道的结构示意图。
[0033]图6是本专利技术实施例中卫星扰码号分配示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细描述。
[0035]一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0036]步骤1，对卫星系统下行发射的多个波束、多个信道的原始数据，进行信道编码；
[0037]步骤2，对信道编码后的数据，按照MPSK调制方式进行调制；
[0038]步骤3，对卫星多个波束内的业务和控制信道进行多波束扩频码分配，扩频码根据不同的扩频倍数SF，采用不同长度的OVSF码，扩频码分配采用多波束同频多色码分复用方式；
[0039]步骤4，把信道的数据符号按位替换为分配的扩频码，进行扩频操作；
[0040]步骤5，对各个信道扩频后的数据进行增益控制处理；
[0041]步骤6，把波束内的业务和控制信道按照帧结构进行累加处理；
[0042]步骤7，每颗卫星分配一个扰码生成序列及扰码号，按照扰码生成序列和扰码号进行扰码生成；
[0043]步骤8，把步骤6处理后的数据和卫星的扰码进行相乘，完成加扰处理；
[0044]步骤9，按照同步序列格式生成下行扩频同步信道数据；
[0045]步骤10，对加扰后数据和下行扩频同步信道数据按波束映射配置后进行累加处理；
[0046]步骤11，把步骤10处理后的数据进行上采样、成形滤波处理，完成下行扩频信号的生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对卫星系统下行发射的多个波束、多个信道的原始数据，进行信道编码；步骤2，对信道编码后的数据，按照MPSK调制方式进行调制；步骤3，对卫星多个波束内的业务和控制信道进行多波束扩频码分配，扩频码根据不同的扩频倍数SF，采用不同长度的OVSF码，扩频码分配采用多波束同频多色码分复用方式；步骤4，把信道的数据符号按位替换为分配的扩频码，进行扩频操作；步骤5，对各个信道扩频后的数据进行增益控制处理；步骤6，把波束内的业务和控制信道按照帧结构进行累加处理；步骤7，每颗卫星分配一个扰码生成序列及扰码号，按照扰码生成序列和扰码号进行扰码生成；步骤8，把步骤6处理后的数据和卫星的扰码进行相乘，完成加扰处理；步骤9，按照同步序列格式生成下行扩频同步信道数据；步骤10，对加扰后数据和下行扩频同步信道数据按波束映射配置后进行累加处理；步骤11，把步骤10处理后的数据进行上采样、成形滤波处理，完成下行扩频信号的生成。2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星通信系统的下行扩频信号生成方法，其特征在于，步骤1中，卫星单个波束内的信道包括下行扩频同步信道、下行扩频公共导频信道、下行扩...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆业，王力男，王力权，袁旭彬，周微，王雨晴，王永超，肖娜，
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：