一种全域覆盖多波束卫星lte的下行发射端定时调整方法
【专利摘要】本发明公开了一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法。多颗卫星同时覆盖同一区域，每一个小区的定时调整包括如下步骤：以某一颗卫星作为参考基准，计算位于其他轨道卫星所发射信号与作为参考基准的卫星所发射信号到达共同覆盖地面小区中心点的时延差；根据时延差，分别对卫星发射端进行定时调整，使得不同卫星的发射信号同时到达地面小区中心点；设定调整时间间隔，对覆盖该小区的多颗卫星发射端的定时进行周期性调整。本发明为全域覆盖多波束卫星LTE系统提供一种下行发射端定时调整方法，为全域覆盖多波束卫星LTE系统实现同频组网创造必要条件。
【专利说明】一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法
【技术领域】
[0001]本发明属于宽带无线通信【技术领域】，具体是一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法。
【背景技术】
[0002]卫星移动通信是实现在任何地点进行通信的必要手段之一。近年来，第四代(The Fourth Generation Mobile Communication Systems, 4G)陆地蜂窝移动通信发展日趋成熟，以正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 0FDM)、多输入多输出(Multiple-1nput Multiple-Output, ΜΙΜΟ)和同频组网等作为关键技术的第三代合作伙伴计划长期演进技术(The3rd Generation Partnership Project Long TermEvolution, 3GPP-LTE)已经陆续投入商用。将具有高速率、大容量、高频谱效率、高功率效率等特点的陆地LTE (Terrestrial LTE, T-LTE)应用到卫星移动通信中，建立同频组网的多波束卫星LTE (Satellite LTE，S-LTE)移动通信系统是当前卫星移动通信领域研究的热点和难点。
[0003]同频组网的多波束S-LTE移动通信系统在卫星上采用大型天线阵列产生多个波束，到达地面后形成多个小区。多波束S-LTE采用多颗卫星(可能是不同类型的卫星)共同组网，从而实现全域覆盖。位于不同轨道卫星共同覆盖的地面小区中的终端，将接收到来自不同轨道卫星的发射信号，同一卫星的发射信号经过相同的衰落信道到达终端，不同轨道卫星的发射信号则经过不同的衰落信道到达终端，且不同轨道卫星的发射信号到达终端存在时延差，时延差可能超过保护间隔的长度。由于多波束S-LTE移动通信系统采用同频组网，若不同轨道卫星的发射信号到达同一小区内的地面接收端的时延差超过保护间隔长度，则不同轨道卫星的发射信号将互相干扰，无法有效地通信。
【发明内容】
[0004]发明目的:针对全域覆盖多波束S-LTE系统实现同频组网的必要条件，本发明提供了一种全域覆盖多波束S-LTE的下行发射端定时调整方法，对全域覆盖多波束S-LTE的下行发射端定时调整，使得不同轨道卫星的发射信号到达该小区内任何位置的时延差都小于保护间隔长度。
[0005]技术方案:为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种全域覆盖多波束S-LTE的下行发射端定时调整方法，多颗卫星同时覆盖同一区域，每一个小区的定时调整包括如下步骤:
[0006](I)以某一颗卫星作为参考基准，计算位于其他轨道卫星所发射信号与作为参考基准的卫星所发射信号到达共同覆盖地面小区中心点的时延差；
[0007](2)根据时延差，分别对卫星发射端进行定时调整，使得不同卫星的发射信号同时到达地面小区中心点；
[0008](3)设定调整时间间隔Tatu，对覆盖该小区的多颗卫星发射端的定时进行周期性调整。
[0009]所述步骤(I)中不同轨道卫星的发射信号与作为参考基准的卫星所发射信号到达共同覆盖地面小区中心点(简称“地面点”)的时延差的计算公式为:
[0010]
【权利要求】
1.一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法，其特征在于，多颗卫星同时覆盖同一区域，包括如下步骤: (O以某一颗卫星作为参考基准，计算位于其他轨道卫星所发射信号与作为参考基准的卫星所发射信号到达共同覆盖地面小区中心点的时延差； (2)根据时延差，分别对卫星发射端进行定时调整，使得不同卫星的发射信号同时到达地面小区中心点； (3)设定调整时间间隔，对覆盖该小区的多颗卫星发射端的定时进行周期性调整。
2.根据权利要求1所述一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法，其特征在于:所述步骤(I)中不同轨道卫星的发射信号与作为参考基准的卫星所发射信号到达共同覆盖地面小区中心点的时延差的计算公式为:
3.根据权利要求2所述一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法，其特征在于:所述的卫星到地面点距离计算公式为:
4.根据权利要求3所述一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法，其特征在于:在时刻t，所述的卫星的经纬度的计算公式为:
5.根据权利要求4所述一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法，其特征在于:所述步骤(2)中卫星发射端定时调整方法如下: 1)若Λtc>0，即该卫星的发射信号比作为参考基准的卫星所发射信号落后到达共同覆盖地面小区中心点:则该卫星的发射信号需提前Λ τ。时间发射； 2)若ΛTc <0，即该卫星的发射信号比作为参考基准的卫星所发射信号先到达共同覆盖地面小区中心点:则该卫星的发射信号需延迟Λ τc时间发射；3)在地面端，测量地面小区中心点处来自不同轨道卫星的接收信号时延差，以确认发射端定时调整初步完成，若时延差不为零，即定时调整存在偏差，则通过地球控制站对卫星进行调整。
6.根据权利要求5所述一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法，其特征在于:所述步骤(2)中针对地面小区中心点的卫星发射端定时调整完成后，计算位于不同轨道卫星所发射信号到达小区边缘点的时延差，验证位于不同轨道卫星所发射信号到达该小区内任何位置的时延差都小于保护间隔长度Tg，若存在时延差超出保护间隔长度Tg，通过缩小小区半径或延长保护间隔使得时延差小于保护间隔长度Tg。
7.根据权利要求6所述一种全域覆盖多波束卫星LTE的下行发射端定时调整方法，其特征在于:所述步骤(3)中卫星发射端定时调整时间间隔Tadj的设定必须满足=Tadj小于定时调整时刻与调整后位于不同轨道卫星所发射信号到达小区内任意一点的时延差首次超出保护间隔长度Tg时刻 之间的最小时间间隔。
【文档编号】H04B7/185GK103427895SQ201310335775
【公开日】2013年12月4日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】王海明, 邓祝明, 尤肖虎, 高西奇 申请人:东南大学