CN113726413A - 一种低轨星座系统的告警信道设计及配置方法 - Google Patents

一种低轨星座系统的告警信道设计及配置方法 Download PDF

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王力男
肖娜
王涛
周微
仲伟强
王雨晴
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Abstract

本发明涉及无线通信领域，公开了一种告警信道设计及配置方法,应用于低轨星座系统。现有卫星通信中当终端受到外界因素(遮挡、天线朝向等)影响时，由于通信系统寻找不到终端，终端也搜索不到业务信道，会导致通信中断。本发明告警信道的设计为对要在BACH上发送的寻呼信息比特添加CRC编码比特，并进行信道编码和速率匹配，得到编码比特；将编码比特通过序列映射生成BACH突发；对BACH突发进行扩频，得到扩频序列；对扩频序列进行加扰；对加扰后的码片进行调制。本发明可以在终端受到影响时，通过告警信道接入通信系统，提高低轨卫星星座系统的通信可靠性。

Description

一种低轨星座系统的告警信道设计及配置方法
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别涉及一种低轨星座系统的告警信道设计及配置方法。
背景技术
近年来，卫星通信系统快速发展。其中低轨(Low Earth Orbit,LEO)卫星通信系统由于其独特的优越性而占据重要地位。与地面移动通信系统相比，LEO卫星通信系统信号覆盖范围更广；与高轨(GEO)和中轨(MEO)卫星通信系统相比，LEO卫星通信系统的组网更加灵活、卫星轨道高度低、星地链路传输时延较小，且可与GEO、MEO卫星和地面网络共同组成天地一体化通信网络。
由于LEO卫星轨道高度低，需要使用多颗卫星组成星座网络，以实现更大的覆盖范围。当地面终端设备处于不利位置或信道遭遇严重遮蔽衰落时，导致卫星通信系统无法找到终端，终端也无法搜索到业务信道。为保证覆盖区域的用户能够随时随地接收到卫星提供的通信服务，需要设计一种增强寻呼信道，保证用户终端在受到遮挡或其它情况导致信号质量恶化时，仍能最大程度地正确接收寻呼，从而重新接入网络。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对由于遮挡、天线朝向等问题导致低轨星座终端无法搜索到控制及业务信道，进而导致接入网寻呼不到终端并严重影响系统通信性能的问题，提出一种低轨星座系统告警信道设计方法，当终端在搜索不到业务信道时，通过接入告警信道获取网络侧信息，实现消息接收，并提出一种告警信道配置方法，提高低轨星座运行的可靠性。
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种低轨星座系统的告警信道设计方法，包括步骤：
(1)对要在BACH上发送的寻呼信息比特添加CRC编码比特，并进行信道编码和速率匹配，得到编码比特；
(2)将编码比特通过序列映射生成BACH突发；
(3)对BACH突发进行扩频，得到扩频序列；
(4)对扩频序列进行加扰；
(5)对加扰后的码片进行调制。
进一步的，步骤(2)中生成BACH突发的具体方式为：
将编码后形成的M×N的数据块，每N个比特映射到同一个BACH寻呼组中的一个BACH突发，共生成M个BACH突发。
进一步的，步骤(5)中调制后的M个BACH突发传输一个完整的寻呼消息。
一种低轨星座系统的告警信道配置方法，包括步骤：
(6)设置告警信道与系统同步信道的关联性；
(7)移动终端通过主同步信道周期性的定时信息来估计告警信道定时，进行同步；
(8)移动终端通过预设的频率信息确定允许发送消息的告警信道；
(9)当移动终端不能解调当前及邻近波束的BCCH逻辑信道或PCH信道时，进入告警模式，移动终端在步骤(8)确定的告警信道上接收BACH消息。
进一步的，步骤(8)中将告警信道配置于窄波束。
进一步的，步骤(9)中告警信道上承载的完整寻呼信息在设定时间内完成发送。
本发明的有益效果是：
(1)本发明在终端受到外界遮挡、天线指向等因素影响导致的与卫星无法进行通信时，通过告警信道的设计，能够让终端在搜索不到业务信道时，可以获取网络侧消息，实现消息接收，解决无法通信的问题。
(2)本发明通过告警信道的配置，提高了低轨星座的可靠性，在实际低轨星座系统中具有应用的可行性。
附图说明
图1是BACH突发成帧示意图；
图2是加扰过程示意图；
图3是调制过程示意图；
图4是告警模式流程示意图；
图5是480ms内完成发送完整寻呼信息实例。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例对本发明的技术方案进行描述。
方法实施例1
图1是按本发明告警信道设计BACH突发成帧过程的示意图。
本发明实施例提供一种低轨星座系统的告警信道设计方法，包括步骤如下：
(1)本实施例中BACH上发送的寻呼消息长度为36比特{d(0),...,d(35)}，经5比特CRC编码后，得到41比特的输出比特{u(0),...,u(40)}，采用1/3Turbo码进行编码，对编码比特进行删余，得到60比特的编码输出比特{c(0),...,c(59)}。
(2)编码后数据形成15×4的数据块C，C的元素记为c(i,j)，i＝0,1,...,14，j＝0,1,2,3。c(i,j)中每4个编码输出比特{c(i,0),...,c(i,3)}映射到同一个BACH寻呼组中的第i个BACH突发，表示为序列Sj，每个Sj序列由16个符号构成。
(3)将映射的Sj序列重复9次形成144个符号，前后各加3个保护符号，形成突发的150个调制符号ak。
Figure BDA0003238774940000031
其中
Figure BDA0003238774940000032
Figure BDA0003238774940000033
表示取x的整数部分，根据k的取值范围，i取值范围为{0,1,2,...,15}，j由当前BACH突发待发送的4个编码输出比特确定。
(4)针对有效ak进行加扰，扰码长度144，与ak,k＝(3,...,146)一一对应相乘，如图2所示。
(5)通过扩频、加扰产生的码片用BPSK方式进行调制，如图3所示。每个BACH突发占用5个时隙宽度(5ms)。通过扩频调制携带4个编码输出比特，15个BACH突发传输一个完整的寻呼消息。
方法实施例2
本发明实施例提供一种低轨星座系统的告警信道配置方法，包括步骤如下：
(1)设置告警信道与系统同步信道的关联性，通过预设的频率信息确定允许发送消息的告警信道，从而进行解调。当移动终端MES不能解调当前及临近波束的BCCH或PCH信道时，进入告警模式。告警模式流程如图4所示。
(2)首先，移动终端MES通过主同步信道周期性的定时信息来估计BACH定时。
(3)移动终端通过预设的频率信息确定允许发送消息的告警信道，告警信道配置于窄波束以提高发送能力。
(4)移动终端在步骤(3)确定的告警信道上接收BACH消息。一个完整寻呼信息通过15个BACH突发来完成，每个突发占5个时隙，将这15个突发分配到480ms，即16个TDMA帧中。BACH承载的完整寻呼信息在480ms内完成发送，以适应低轨卫星的高速运动，如图5所示。

Claims (6)

1.一种低轨星座系统的告警信道设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)对要在BACH上发送的寻呼信息比特添加CRC编码比特，并进行信道编码和速率匹配，得到编码比特；
(2)将编码比特通过序列映射生成BACH突发；
(3)对BACH突发进行扩频，得到扩频序列；
(4)对扩频序列进行加扰；
(5)对加扰后的码片进行调制。
2.根据权利要求1所述的低轨星座系统的告警信道设计方法，其特征在于，步骤(2)中生成BACH突发的具体方式为：
将编码后形成的M×N的数据块，每N个比特映射到同一个BACH寻呼组中的一个BACH突发，共生成M个BACH突发。
3.根据权利要求2所述的低轨星座系统的告警信道设计方法，其特征在于，步骤(5)中调制后的M个BACH突发传输一个完整的寻呼消息。
4.一种低轨星座系统的告警信道配置方法，其特征在于，包括以下步骤：
(6)设置告警信道与系统同步信道的关联性；
(7)移动终端通过主同步信道周期性的定时信息来估计告警信道定时，进行同步；
(8)移动终端通过预设的频率信息确定允许发送消息的告警信道；
(9)当移动终端不能解调当前及邻近波束的BCCH逻辑信道或PCH信道时，进入告警模式，移动终端在步骤(8)确定的告警信道上接收BACH消息。
5.根据权利要求4所述的低轨星座系统的告警信道配置方法，其特征在于，步骤(8)中将告警信道配置于窄波束。
6.根据权利要求4所述的低轨星座系统的告警信道配置方法，其特征在于，步骤(9)中告警信道上承载的完整寻呼信息在设定时间内完成发送。
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