星地同步多址接入方法及利用该方法的系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种通信多址接入方法，尤其涉及一种轨道卫星移动通信中星地同步 多址接入方法与系统，属于卫星通信技术领域。
【背景技术】
[0002] 轨道卫星移动通信是利用运行轨道比地球同步轨道低得多的一组卫星，实现移动 用户之间或移动用户与固定用户之间的通信。轨道卫星移动通信系统一般由低轨道卫星、 主控地球站、关口地球站、移动地球站、车载站、船载站、机载站、用户终端等组成。低轨道卫 星星座是用十几颗至几十颗低轨道运行的小型卫星，分若干个轨道，每轨道若干颗卫星，绕 地球在经度上距离相等的若干个轨道面旋转，作为移动通信中继站。随着移动互联网的迅 速发展，轨道卫星移动通信系统的核心应用向互联网变迀，因此轨道卫星移动通信系统也 称作空间互联网。
[0003] 在移动通信中，多个用户采用提前定义好的技术方法接入信道共享同一通信资 源，这种技术称作多址技术，也称作接入技术。常见的多址技术体制包括时分多址、频分多 址和码分多址。现代通信系统中通常将这几种多址技术混合使用：先用频分的方式将可用 频率资源分配为多个频道，在同一个频道内，多个终端又采用时分多址和码分多址接入。从 通信架构看，最广泛使用的是有中心的星形通信架构，即多个移动通信终端总是中心节点 通信，这个中心通信节点常称作基站，通信链路被分为上行链路和下行链路。上行链路是移 动通信终端到基站的通信链路，下行链路是基站到移动通信终端的通信链路。无论采用时 分多址还是码分多址的接入技术，多个终端都必须在准确的时间点发送数据给基站，从而 将相互间的通信干扰降到最低甚至彻底消除，从而发挥有限通信资源的最大效率。在地面 移动通信系统中，由于传播时延非常短，通常为微秒级，因此在多址接入技术中无需考虑传 播时延带来的影响，终端总是可以准确的接入到基站。轨道卫星移动通信系统与传统地面 移动通信系统不同。在轨道卫星移动通信系统中，卫星的覆盖范围大，卫星的运动速度很 快。例如位于800公里轨道的低轨移动通信/互联网卫星其覆盖范围为2400公里，运行速 度为7. 5公里每秒，接近第一宇宙速度。在这种情况下，地面移动终端与卫星之间的距离差 异很大，而且距离的变化率也很大，多个用户终端如何同时准确的接入到卫星以及如何锁 定和跟踪下行链路的频率就成为轨道卫星移动通信领域的一个关键技术问题。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，确有必要提供一种星地同步多址接入方法，可以保证多个用户终端同 时准确的接入到卫星。
[0005] -种星地同步多址接入方法，应用于由多个用户终端和卫星构成的卫星移动通信 系统中，所述星地同步多址接入方法包括以下步骤：
[0006] S1，用户终端和卫星分别获得自身时空基准，所述时空基准包括时间基准和空间 基准；
[0007] S2,所述卫星根据自身时间基准计算出卫星轨道信息和上行时间窗口信息，并设 定实际上行时间窗口，所述上行时间窗口信息包括上行时间窗口起始时刻T和上行时间窗 口长度Tbw;
[0008] S3,所述卫星调整下行链路无线电信号的载波频率，使其接近预定的载波频率Fd。， 并在下行链路中广播所述卫星轨道信息和上行时间窗口信息；
[0009] S4,所述用户终端接收所述卫星轨道信息和上行时间窗口信息，利用所述卫星轨 道信息推算在上行时间窗口起始时刻T无线信号从用户终端传播到卫星所需时间Td，得到 最佳上行链路信息发送时刻T。=T-Td;
[0010] S5,所述用户终端根据所述时空基准计算上行载波多普勒偏移量Fud;
[0011] S6,所述用户终端调整上行链路无线电信号的载波频率，使其最接近Fue-Fud;
[0012] S7,所述用户终端在所述最佳上行链路信息发送时刻T。打开上行链路向所述卫星 发送信息；
[0013] S8,所述卫星在所述上行时间窗口和预定的上行链路载波频率Fu。接收所述用户 终端发送的信息。
[0014] 一种星地同步多址接入系统，包括：卫星、用户终端和数据服务中心；所述数据服 务中心通过卫星下行链路接收卫星下行链路信息，所述用户终端通过双向卫星链路与所述 卫星通信，所述数据服务中心与用户终端通过地面无线链路互联；所述卫星下行链路信息 包括卫星轨道信息，所述用户终端不定时的通过地面无线链路访问数据服务中心，下载存 储于数据服务中心的卫星轨道信息，并将其存储到位于用户终端的本地存储器。
[0015] 与现有技术相比，本发明所提供的星地同步多址接入方法及星地同步多址接入系 统克服了星地多址接入过程中星地间的传播时延以及星地间距离变化导致的多个用户终 端无法同时准确的接入到卫星的问题，提高了卫星移动通信系统通信资源的利用效率。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明轨道卫星移动通信系统基本组成框图
[0017] 图2是本发明提供的星地同步多址接入方法的流程图
[0018] 图3是本发明提供的星地同步多址接入方法中上行时间窗口示意图
[0019]图4是本发明提供的星地同步多址接入方法中用户终端接收卫星轨道信息和上 行窗口信息的流程图
[0020] 图5是本发明提供的星地同步多址接入系统结构示意图
[0021] 主要元件符号说明
[0022] 星地同步多址接入系统 100
[0023] 卫星 10
[0024] 卫星时空基准获取模块 11
[0025] 星载型卫星通信收发机 12
[0026] 轨道信息和上行时间窗口计算模块 13
[0027] 用户终端 20
[0028] 用户型卫星通信收发机 21
[0029] 用户终端时空基准获取模块 22
[0030] 上行和下行载波多普勒偏移量计算模块23
[0031] 轨道信息存储器 24
[0032] 用户型地面通信收发机 25
[0033] 最佳上行链路信息发送时刻计算模块 26
[0034] 数据服务中心 30
[0035] 中心型轨道信息存储器 31
[0036] 中心型地面通信收发机 32
[0037] 中心型卫星通信接收机 33
[0038] 实际上行时间窗口长度 Taw
[0039] 上行时间窗口长度 Tbw
[0040] 上行时间窗口起始时刻 T
[0041] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本发明。
【具体实施方式】
[0042] 下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的星地同步多址接入方法作进一步 的详细说明。
[0043] 请参见图1，图1给出了本发明提供的星地同步多址接入方法所涉及的轨道卫星 移动通信系统中卫星10、用户终端20和数据服务中心30之间的连接关系。当所述卫星10 过顶时，所述数据服务中心30与用户终端20可以接收到卫星下行链路的信号，所述用户终 端20可通过卫星上行链路与卫星10进行通信，当存在地面无线链路如3G移动通信时，所 述用户终端20和数据服务中心30之间可通过该地面无线链路进行通信。
[0044] 请参见图2,本发明提供一种星地同步多址接入方法，包括以下步骤：
[0045] S1，用户终端20和卫星10分别获得自身时空基准，所述自身时空基准包括自身时 间基准和自身空间基准；
[0046] S2,所述卫星10根据自身时间基准计算出卫星轨道信息和上行时间窗口信息，并 设定实际上行时间窗口，所述上行时间窗口信息包括上行时间窗口起始时刻T和上行时间 窗口长度Tbw;
[0047] S3,所述卫星10调整下行链路无线电信号的载波频率，使其接近预定的载波频率 Fd。，并在下行链路中广播卫星轨道信息和上行时间窗口信息；
[0048] S4,所述用户终端20接收所述卫星轨道信息和上行时间窗口信息，利用所述卫星 轨道信息推算在上行时间窗口起始时刻T无线信号从用户终端20传播到卫星10所需时间 Td，得到最佳上行链路信息发送时刻T。=T-Td;
[0049] S5,所