專利名稱：一種多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多頻時(shí)分多址(MF-TDMA)衛(wèi)星通信領(lǐng)域中的頻率 控制方法，特別適用于基于衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)器通信的MF-TDMA網(wǎng)狀 組網(wǎng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)具有靈活的接入和交換能力，靈活的網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)和虛擬子網(wǎng)能力，高效的衛(wèi)星資源利用率和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展能力，可以 較好地滿足中速率節(jié)點(diǎn)間以及以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的用戶間組網(wǎng)通信，在 國(guó)內(nèi)外衛(wèi)星通信中逐漸被廣泛應(yīng)用，它是一種采用頻分和時(shí)分相結(jié)合 的二維多址方式，利用頻率跳變發(fā)送和接收、變速率以及虛電路技術(shù) 可以實(shí)現(xiàn)大小終端間針對(duì)業(yè)務(wù)種類及站型的靈活組網(wǎng)。
MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)中一般采用集中式頻率控制技術(shù)。集中控 制方式下，由主站接收各業(yè)務(wù)站發(fā)送信號(hào)獲得頻率偏差，然后通過參 考突發(fā)下發(fā)給各業(yè)務(wù)站，實(shí)現(xiàn)主站輔助式的閉環(huán)頻率調(diào)整。然而其不 足是在網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，主站處理信息量較大，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，各業(yè)務(wù)站 頻率控制的實(shí)現(xiàn)完全依賴于主站，不利于各業(yè)務(wù)站的自主運(yùn)行控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于避免上述背景技術(shù)中的不足之 處而提供了一種分布式頻率控制下衛(wèi)星通信主站實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，各業(yè)務(wù)站 能自主運(yùn)行的MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制的方法。本 發(fā)明使用設(shè)計(jì)的基于主站接收頻率為基準(zhǔn)的分布式全網(wǎng)頻率控制方法，利用MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)的載波跳變發(fā)送與接收、以及值 守載波設(shè)置的特點(diǎn)，各地球站可以監(jiān)視到部分本站發(fā)送給其它站的突 發(fā)信號(hào)。各站通過比較本站發(fā)送信號(hào)頻偏與主站發(fā)送的參考突發(fā)信號(hào) 頻偏間的差值，調(diào)整本站發(fā)送頻偏，實(shí)現(xiàn)各站的自主控制。
本發(fā)明還具有降低主站復(fù)雜度和提高網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各業(yè)務(wù)站自主運(yùn)行 控制能力，還能使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性提高，成本降低，制造設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 易等特點(diǎn)。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括步驟
① 衛(wèi)星通信主站自發(fā)自收本站發(fā)送的參考突發(fā)信號(hào)，利用參考突 發(fā)信號(hào)校正衛(wèi)星通信主站的發(fā)送頻率；
② 衛(wèi)星通信主站通過發(fā)送參考突發(fā)信號(hào)向衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)各衛(wèi) 星通信業(yè)務(wù)站下發(fā)衛(wèi)星通信主站的發(fā)送頻率偏差信息；
③ 各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站接收衛(wèi)星通信主站發(fā)送的參考突發(fā)信號(hào)，獲 得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差和參考突發(fā)信號(hào)信息中攜帶的衛(wèi)星 通信主站發(fā)送頻率偏差信息；
④ 各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的接收頻率根據(jù)獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收 頻率偏差進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的接收頻率為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的接收頻率 與獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差之和值；
⑤ 各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站根據(jù)獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差與 衛(wèi)星通信主站發(fā)送頻率偏差得到衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站發(fā)送頻率的預(yù)補(bǔ)償 值，預(yù)補(bǔ)償值為獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差乘以預(yù)置值后與衛(wèi) 星通信主站發(fā)送頻 偏差的差值，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站預(yù)補(bǔ)償后的發(fā)送頻率為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的發(fā)送頻率與預(yù)補(bǔ)償值的差值；
⑥各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站接收本站發(fā)送的數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào)，獲得數(shù)據(jù)突 發(fā)信號(hào)的頻率偏差；計(jì)算數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào)的頻率偏差與預(yù)置頻率偏差門 限值的差值，根據(jù)差值的大小和預(yù)置算法，獲得本站發(fā)送頻率偏差的 調(diào)整量，按照頻率偏差的調(diào)整量調(diào)整發(fā)送頻率；
進(jìn)行多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制。 本發(fā)明第(D步中所述的預(yù)置算法為
△/r "xint(A/,100) (1) 公式(1)中A^為頻率偏差調(diào)整量，單位為赫茲；/7為調(diào)整因子， 多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作在Ku頻段時(shí);/ = 1.2 ，工作在Ka頻段 時(shí);/ = 1.5; int(a》)表示數(shù)值"除以6的整數(shù)部分；A/為數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào) 的頻率偏差與預(yù)置頻率偏差門限值的差值，單位為赫茲。 本發(fā)明相比背景技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)
1 、本發(fā)明采用的分布式頻率控制技術(shù)有效降低了主站的復(fù)雜度。
2、 本發(fā)明采用的分布式頻率控制技術(shù)提高了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各業(yè)務(wù)站的 自主運(yùn)行控制能力。
3、 本發(fā)明采用的分布式頻率控制技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行可靠性提高， 成本降低，制造設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易。


圖l是本發(fā)明工作流程圖。
圖2是本發(fā)明多載波幀結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1、圖2，本發(fā)明主要包括l、主站校正參考突發(fā)頻偏；2、 各站預(yù)補(bǔ)償發(fā)送頻率；3、各站自主控制調(diào)整發(fā)送頻率。
系統(tǒng)以主站接收頻率為基準(zhǔn)，主站自發(fā)自收參考突發(fā)，校正發(fā)送 頻率，直到接收到的參考突發(fā)頻偏小于設(shè)定值為止。
主站通過參考突發(fā)下發(fā)本站發(fā)送頻率偏差。各站接收參考突發(fā)， 估計(jì)參考突發(fā)頻偏，利用該估計(jì)的參考突發(fā)頻偏以及主站下發(fā)的頻偏 值，預(yù)補(bǔ)償發(fā)送頻率，以消除衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器以及站間時(shí)鐘差引起的頻偏。
在正常通信過程中，利用MF-TDMA衛(wèi)星通信系統(tǒng)的載波跳變 發(fā)送與接收、以及值守載波設(shè)置的特點(diǎn)，各地球站可以監(jiān)視到部分本 站發(fā)送給其它站的突發(fā)信號(hào)，多載波幀結(jié)構(gòu)如圖2所示，圖2是本發(fā) 明多載波幀結(jié)構(gòu)示意圖。各站利用值守載波監(jiān)視部分發(fā)送給其它站的 突發(fā)信號(hào)，并估計(jì)本站發(fā)送信號(hào)的頻偏。利用本站發(fā)送信號(hào)的頻偏以 及參考突發(fā)頻偏間的差值，不同修正本站的發(fā)送頻率，實(shí)現(xiàn)各站的自 主閉環(huán)頻率控制。
本發(fā)明工作流程如圖1所示，圖1是本發(fā)明工作流程圖，包括步 驟如下
① 衛(wèi)星通信主站自發(fā)自收本站發(fā)送的參考突發(fā)信號(hào)，利用參考 突發(fā)信號(hào)校正衛(wèi)星通信主站的發(fā)送頻率。
② 衛(wèi)星通信主站通過發(fā)送參考突發(fā)信號(hào)向衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)各衛(wèi) 星通信業(yè)務(wù)站下發(fā)衛(wèi)星通信主站的發(fā)送頻率偏差信息。
(D各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站接收衛(wèi)星通信主站發(fā)送的參考突發(fā)信號(hào)， 獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差和參考突發(fā)信號(hào)信息中攜帶的衛(wèi)星通信主站發(fā)送頻率偏差信息。
④ 各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的接收頻率根據(jù)獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收 頻率偏差進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的接收頻率為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的接收頻率 與獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差之和值。
⑤ 各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站根據(jù)獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差與 衛(wèi)星通信主站發(fā)送頻率偏差得到衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站發(fā)送頻率的預(yù)補(bǔ)償 值，預(yù)補(bǔ)償值為獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差乘以預(yù)置值7后與 衛(wèi)星通信主站發(fā)送頻率偏差的差值，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站預(yù)補(bǔ)償后的發(fā)送 頻率為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的發(fā)送頻率與預(yù)補(bǔ)償值的差值，其中預(yù)置值7 為調(diào)整因子，多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作在Ku頻段時(shí);/ = 1.2， 工作在Ka頻段時(shí)"-1.5。
⑥ 各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站接收本站發(fā)送的數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào)，獲得數(shù)據(jù) 突發(fā)信號(hào)的頻率偏差；根據(jù)預(yù)置算法計(jì)算頻率偏差調(diào)整量，按照頻率 偏差的調(diào)整量調(diào)整發(fā)送頻率；該步本發(fā)明預(yù)置算法為
△/r =/7xint(A/,100) (1) 公式(1)中A力為頻率偏差調(diào)整量，單位為赫茲；7為調(diào)整因子， 多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作在Ku頻段時(shí)T7 = 1.2 ，工作在Ka頻段 時(shí);/ = 1.5; int(。,6)表示數(shù)值"除以6的整數(shù)部分；A/為數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào) 的頻率偏差與預(yù)置頻率偏差門限值的差值，單位為赫茲。 進(jìn)行多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制。
8
權(quán)利要求
1、一種多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制方法，其特征在于包括步驟①衛(wèi)星通信主站自發(fā)自收本站發(fā)送的參考突發(fā)信號(hào)，利用參考突發(fā)信號(hào)校正衛(wèi)星通信主站的發(fā)送頻率；②衛(wèi)星通信主站通過發(fā)送參考突發(fā)信號(hào)向衛(wèi)星通信系統(tǒng)內(nèi)各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站下發(fā)衛(wèi)星通信主站的發(fā)送頻率偏差信息；③各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站接收衛(wèi)星通信主站發(fā)送的參考突發(fā)信號(hào)，獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差和參考突發(fā)信號(hào)信息中攜帶的衛(wèi)星通信主站發(fā)送頻率偏差信息；④各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的接收頻率根據(jù)獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整后的接收頻率為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的接收頻率與獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差之和值；⑤各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站根據(jù)獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差與衛(wèi)星通信主站發(fā)送頻率偏差得到衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站發(fā)送頻率的預(yù)補(bǔ)償值，預(yù)補(bǔ)償值為獲得參考突發(fā)信號(hào)的接收頻率偏差乘以預(yù)置值后與衛(wèi)星通信主站發(fā)送頻率偏差的差值，衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站預(yù)補(bǔ)償后的發(fā)送頻率為衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站的發(fā)送頻率與預(yù)補(bǔ)償值的差值；⑥各衛(wèi)星通信業(yè)務(wù)站接收本站發(fā)送的數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào)，獲得數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào)的頻率偏差；計(jì)算數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào)的頻率偏差與預(yù)置頻率偏差門限值的差值，根據(jù)差值的大小和預(yù)置算法，獲得本站發(fā)送頻率偏差的調(diào)整量，按照頻率偏差的調(diào)整量調(diào)整發(fā)送頻率；進(jìn)行多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制方法，其特征在于第⑥步中所述的預(yù)置算法為 <formula>formula see original document page 3</formula> (1)公式(1)中A人為頻率偏差調(diào)整量，單位為赫茲；/7為調(diào)整因子，多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)工作在Ku頻段時(shí);7 = 1.2 ，工作在Ka頻段時(shí);/ = 1.5; int("，6)表示數(shù)值"除以6的整數(shù)部分；A/為數(shù)據(jù)突發(fā)信號(hào)的頻率偏差與預(yù)置頻率偏差門限值的差值，單位為赫茲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多頻時(shí)分多址衛(wèi)星通信系統(tǒng)分布式頻率控制方法，涉及衛(wèi)星通信領(lǐng)域中的全網(wǎng)頻率控制技術(shù)。它采用基于主站接收頻率為基準(zhǔn)的分布式全網(wǎng)頻率控制，在有效消除全網(wǎng)內(nèi)各站時(shí)鐘差引起的頻率漂移以及衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)引起的頻差，保障全網(wǎng)可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)上，有效降低了主站的復(fù)雜度，并提高了網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各站的自主運(yùn)行控制能力。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于基于衛(wèi)星透明轉(zhuǎn)發(fā)器通信的多頻時(shí)分多址網(wǎng)狀組網(wǎng)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B7/204GK101674125SQ20091007560
公開日2010年3月17日 申請(qǐng)日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者冀 劉, 果 吳, 孫晨華, 輝 李, 李冬浩, 趙麗輝, 郝學(xué)坤, 杰 陳 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十四研究所