CN114362811A - 一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法 - Google Patents
一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114362811A CN114362811A CN202210035623.7A CN202210035623A CN114362811A CN 114362811 A CN114362811 A CN 114362811A CN 202210035623 A CN202210035623 A CN 202210035623A CN 114362811 A CN114362811 A CN 114362811A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- information
- frequency
- doppler frequency
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 title abstract description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 21
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000010267 cellular communication Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法，属于卫星通信领域。该方法主要包括以下步骤：首先终端在指定频点搜FCCH信号，估计信噪比并寻找信噪比最好的频点，实时估计驻留波束及相邻波束FCCH信道的信噪比，输出驻留波束FCCH信道频率信息；其次读取星历信息和天通轨道运动信息文件获取当前时刻的星历信息和天通轨道运动信息；然后根据驻留波束FCCH信道频率信息结合星历信息和天通轨道运动信息计算多普勒频偏值及多普勒频偏变化率；最后根据多普勒频偏值及多普勒频偏变化率补偿终端的上行信号和下行信号。利用本发明可以解决大多普勒频偏导致星载终端接收信号失真的问题，进而保证星载终端能够与天通卫星进行可靠的通信。
Description
技术领域
本发明属于卫星移动通信技术领域，特别涉及一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法。
背景技术
卫星通信的一个重要特点是覆盖范围广，利用多颗卫星可以实现全球通信的目的，因此近20年来卫星通信技术的发展速度异常迅猛。天通卫星移动通信系统是我国第一代完全具有自主知识产权的卫星移动通信系统，天通卫星移动通信以地球静止轨道卫星转发器为中继站完成终端与地面站之间的通信，与地面通信相比，卫星移动通信具有上下行通信独立、传输时延大、定时漂移和频率漂移大等特点。
星载终端是放置于低轨卫星上的终端，低轨卫星由于卫星轨道高度低使得低轨卫星系统具有卫星小、成本低、效益高、发射容易、传播损耗和延迟时间少、传输质量较可靠等优点，多个卫星组成的通信系统可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效。蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星通信提供了技术保障。
由于低轨卫星与地球不同步，所以低轨卫星相对于地面和天通卫星来说位置是不断变化的。当低轨卫星上的星载设备与天通卫星进行通信时，由于双方的相对运动，使得信号发生多普勒效应。多普勒效应将对通信造成的影响是接收到的信号载波频率发生偏移，造成接收信号的失真。由于低轨卫星高速运动，使得多普勒频移的变化范围较大，并且与卫星轨道高度、轨道类型、地面站纬度以及接入用户仰角等有关。
目前，现有技术中对星载终端多普勒频率估计及频率补偿方法还没有详细的介绍，已知的多普勒频偏估计方法主要是靠增加算法复杂度来实现，实现难度大，设备成本高。为了解决大多普勒频偏导致星载终端接收信号失真的问题，本发明提出了一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法，采用软硬件结合的方式实现多普勒频率值及多普勒频率变化率的计算，然后根据计算得到的多普勒频率值补偿星载终端的上行和下行信号。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置，包括射频接口模块、FCCH信道捕获及强度测量模块、多普勒频移及变化率估计模块、频率补偿模块和中央处理器；
射频接口模块用于接收串行数据，并按照天通射频接口协议将串行数据转换为并行数据，传输至FCCH信道捕获及强度测量模块；
FCCH信道捕获及强度测量模块用于根据中央处理器配置的频点搜索FCCH信道，估计信噪比并寻找信噪比最好的频点，确定出驻留波束，并实时估计驻留波束及相邻波束FCCH信道的信噪比，将各个频点的执行结果反馈给中央处理器，并将驻留波束的FCCH信道频率信息传输至多普勒频移及变化率估计模块；
多普勒频移及变化率估计模块用于利用中央处理器输出的星历信息和天通卫星轨道信息初步计算低轨卫星运动带来的多谱勒频移，并根据FCCH信道捕获及强度测量模块输出的驻留波束的FCCH信道频率信息修正多谱勒频移及变化率估计结果，得到频率补偿值，将频率补偿值反馈给中央处理器；
频率补偿模块用于根据中央处理器输出的频率补偿信息补偿星载终端上行和下行信号；
中央处理器用于根据星载终端的配置信息获取本次要搜索的频点列表，配置到FCCH信道捕获及强度测量模块，并将FCCH信道捕获及强度测量模块返回的各个频点执行结果反馈给星载终端；还用于实时读取星历信息和天通卫星轨道信息，通过对比本地系统时间与星历信息和天通卫星轨道信息中的时间，找到当前时刻对应的星历信息和天通卫星轨道信息，传输至多普勒频移及变化率估计模块；并将多普勒频移及变化率估计模块输出的频率补偿信息传输至频率补偿模块。
一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿方法，包括以下步骤：
(1)根据星载终端的配置信息获取到本次要搜索的频点列表，在指定频点上接收数据，并按照天通射频接口规范将串行数据转换成并行数据；
(2)利用步骤(1)中设置的频点列表搜索FCCH信道，估计信噪比并寻找信噪比最好的频点，确定出驻留波束，并实时估计驻留波束及相邻波束FCCH信道的信噪比；
(3)实时读取星历信息和天通卫星轨道信息，通过对比本地时间与星历信息和天通卫星轨道信息的时间戳获取当前时刻的星历信息和天通卫星轨道信息；
(4)利用星历信息、天通卫星轨道信息初步计算低轨卫星运动带来的多谱勒频移，并根据驻留波束的FCCH信道频率信息修正多谱勒频移及变化率估计结果，得到频率补偿值；
(5)根据计算得到的频率补偿值补偿星载终端上行和下行信号。
采用上述技术方案取得的有益效果在于：
1、本发明可解决由于天通星载终端与天通卫星之间高速移动时产生多普勒效应导致信号发生失真的问题，能够实时估计多普勒频偏值并对上行和下行信号做频率补偿，保证了星载终端可靠通信。
2、本方案采用软硬件结合的方式实现，运行效率高，配置灵活，技术成熟度高，实现简单可靠。
附图说明
图1为发明实施例的原理框图。
图2为发明实施例的实现过程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步解释说明。
参照图1和图2，一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置，包括射频接口模块、FCCH信道捕获及强度测量模块、多普勒频移及变化率估计模块、频率补偿模块和中央处理器；
射频接口模块用于接收串行数据，并按照天通射频接口协议将串行数据转换为并行数据，传输至FCCH信道捕获及强度测量模块；
FCCH信道捕获及强度测量模块用于根据中央处理器配置的频点搜索FCCH信道，估计信噪比并寻找信噪比最好的频点，确定出驻留波束，并实时估计驻留波束及相邻波束FCCH信道的信噪比，将各个频点的执行结果反馈给中央处理器，并将驻留波束的FCCH信道频率信息传输至多普勒频移及变化率估计模块；
多普勒频移及变化率估计模块用于利用中央处理器输出的星历信息和天通卫星轨道信息初步计算低轨卫星运动带来的多谱勒频移，并根据FCCH信道捕获及强度测量模块输出的驻留波束的FCCH信道频率信息修正多谱勒频移及变化率估计结果，得到频率补偿值，将频率补偿值反馈给中央处理器；
频率补偿模块用于根据中央处理器输出的频率补偿信息补偿星载终端通过射频接口传输的上行和下行信号；
中央处理器用于根据星载终端中基带芯片的配置信息获取本次要搜索的频点列表，配置到FCCH信道捕获及强度测量模块，并将FCCH信道捕获及强度测量模块返回的各个频点执行结果反馈给星载终端的基带芯片；还用于实时读取星历信息和天通卫星轨道信息，通过对比本地系统时间与星历信息和天通卫星轨道信息中的时间，找到当前时刻对应的星历信息和天通卫星轨道信息，传输至多普勒频移及变化率估计模块；并将多普勒频移及变化率估计模块输出的频率补偿信息传输至频率补偿模块。
具体处理过程包括以下步骤：
(1)根据星载终端的配置信息获取到本次要搜索的频点列表，在指定频点上接收数据，并按照天通射频接口规范将串行数据转换成并行数据；
(2)利用步骤(1)中设置的频点列表搜索FCCH信道，估计信噪比并寻找信噪比最好的频点，确定出驻留波束，并实时估计驻留波束及相邻波束FCCH信道的信噪比；
(3)实时读取星历信息和天通卫星轨道信息，通过对比本地时间与星历信息和天通卫星轨道信息的时间戳获取当前时刻的星历信息和天通卫星轨道信息；
(4)利用星历信息、天通卫星轨道信息初步计算低轨卫星运动带来的多谱勒频移，并根据驻留波束的FCCH信道频率信息修正多谱勒频移及变化率估计结果，得到频率补偿值；
(5)根据计算得到的频率补偿值补偿星载终端上行和下行信号。
Claims (2)
1.一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置，其特征在于，包括射频接口模块、FCCH信道捕获及强度测量模块、多普勒频移及变化率估计模块、频率补偿模块和中央处理器；
射频接口模块用于接收串行数据，并按照天通射频接口协议将串行数据转换为并行数据，传输至FCCH信道捕获及强度测量模块；
FCCH信道捕获及强度测量模块用于根据中央处理器配置的频点搜索FCCH信道，估计信噪比并寻找信噪比最好的频点，确定出驻留波束，并实时估计驻留波束及相邻波束FCCH信道的信噪比，将各个频点的执行结果反馈给中央处理器，并将驻留波束的FCCH信道频率信息传输至多普勒频移及变化率估计模块；
多普勒频移及变化率估计模块用于利用中央处理器输出的星历信息和天通卫星轨道信息初步计算低轨卫星运动带来的多谱勒频移，并根据FCCH信道捕获及强度测量模块输出的驻留波束的FCCH信道频率信息修正多谱勒频移及变化率估计结果，得到频率补偿值，将频率补偿值反馈给中央处理器；
频率补偿模块用于根据中央处理器输出的频率补偿信息补偿星载终端上行和下行信号；
中央处理器用于根据星载终端的配置信息获取本次要搜索的频点列表，配置到FCCH信道捕获及强度测量模块，并将FCCH信道捕获及强度测量模块返回的各个频点执行结果反馈给星载终端；还用于实时读取星历信息和天通卫星轨道信息，通过对比本地系统时间与星历信息和天通卫星轨道信息中的时间，找到当前时刻对应的星历信息和天通卫星轨道信息，传输至多普勒频移及变化率估计模块；并将多普勒频移及变化率估计模块输出的频率补偿信息传输至频率补偿模块。
2.一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据星载终端的配置信息获取到本次要搜索的频点列表，在指定频点上接收数据，并按照天通射频接口规范将串行数据转换成并行数据；
(2)利用步骤(1)中设置的频点列表搜索FCCH信道，估计信噪比并寻找信噪比最好的频点，确定出驻留波束，并实时估计驻留波束及相邻波束FCCH信道的信噪比；
(3)实时读取星历信息和天通卫星轨道信息，通过对比本地时间与星历信息和天通卫星轨道信息的时间戳获取当前时刻的星历信息和天通卫星轨道信息；
(4)利用星历信息、天通卫星轨道信息初步计算低轨卫星运动带来的多谱勒频移，并根据驻留波束的FCCH信道频率信息修正多谱勒频移及变化率估计结果，得到频率补偿值；
(5)根据计算得到的频率补偿值补偿星载终端上行和下行信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210035623.7A CN114362811B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210035623.7A CN114362811B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114362811A true CN114362811A (zh) | 2022-04-15 |
| CN114362811B CN114362811B (zh) | 2023-12-29 |
Family
ID=81109903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210035623.7A Active CN114362811B (zh) | 2022-01-13 | 2022-01-13 | 一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114362811B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115173877A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-11 | 清华大学 | 通信卫星转发器及锁相转发系统 |
| CN116073892A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-05-05 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种低轨卫星通信系统业务信道的解调方法及装置 |
| CN117200884A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-08 | 北京融为科技有限公司 | 基于多源融合的激光波长捕获方法、装置、设备及介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104702547A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-06-10 | 上海欧科微航天科技有限公司 | 一种联合导频信息和卫星星历的多普勒频移估计与补偿方法 |
| CN110545136A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-12-06 | 成都天奥集团有限公司 | 低轨卫星多载波通信系统上行链路载波频偏估计与补偿方法 |
| CN110855346A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-28 | 辰芯科技有限公司 | 一种卫星信号接收装置和多普勒频偏处理方法 |
| CN112769468A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-07 | 西安星通通信科技有限公司 | 一种低轨卫星移动终端偏频的预补偿方法 |
| CN113541766A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-22 | 东方红卫星移动通信有限公司 | 低轨卫星通信系统快速频率捕获方法、系统及终端 |
-
2022
- 2022-01-13 CN CN202210035623.7A patent/CN114362811B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104702547A (zh) * | 2014-09-25 | 2015-06-10 | 上海欧科微航天科技有限公司 | 一种联合导频信息和卫星星历的多普勒频移估计与补偿方法 |
| CN110545136A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-12-06 | 成都天奥集团有限公司 | 低轨卫星多载波通信系统上行链路载波频偏估计与补偿方法 |
| CN110855346A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-28 | 辰芯科技有限公司 | 一种卫星信号接收装置和多普勒频偏处理方法 |
| CN112769468A (zh) * | 2021-01-21 | 2021-05-07 | 西安星通通信科技有限公司 | 一种低轨卫星移动终端偏频的预补偿方法 |
| CN113541766A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-22 | 东方红卫星移动通信有限公司 | 低轨卫星通信系统快速频率捕获方法、系统及终端 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈金伦 等: "卫星移动通信系统中Turbo 均衡性能研究", 河北工程大学学报（自然科学版）, vol. 34, no. 3 * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115173877A (zh) * | 2022-06-17 | 2022-10-11 | 清华大学 | 通信卫星转发器及锁相转发系统 |
| CN116073892A (zh) * | 2023-03-21 | 2023-05-05 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种低轨卫星通信系统业务信道的解调方法及装置 |
| CN116073892B (zh) * | 2023-03-21 | 2023-07-18 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种低轨卫星通信系统业务信道的解调方法及装置 |
| CN117200884A (zh) * | 2023-11-02 | 2023-12-08 | 北京融为科技有限公司 | 基于多源融合的激光波长捕获方法、装置、设备及介质 |
| CN117200884B (zh) * | 2023-11-02 | 2024-03-22 | 北京融为科技有限公司 | 基于多源融合的激光波长捕获方法、装置、设备及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114362811B (zh) | 2023-12-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN114362811B (zh) | 一种天通卫星星载终端多普勒频率补偿装置及方法 | |
| US6252543B1 (en) | Location system combining ranging measurements from GPS and cellular networks | |
| CN100385831C (zh) | 在规则的定位会话期间使用移动站发送的位置测量数据进行基站时间校准 | |
| JP4060368B2 (ja) | 低高度地球軌道衛星２機を用いた受動的位置決定 | |
| US6731672B1 (en) | GPS receiver having improved signal acquisition at a low signal to noise ratio | |
| CN112051543B (zh) | 低轨卫星移动通信地面终端无源定位系统 | |
| AU4654297A (en) | Unambiguous position determination method using two low-earth orbit satellites and system using this method | |
| JP2001501312A (ja) | 一機の低地球軌道衛星を利用する位置測定 | |
| EP3353969A1 (en) | Frequency tracking with sparse pilots | |
| CN113612523B (zh) | 上行时间预补偿算法、终端同步方法及系统 | |
| CN103576166A (zh) | 基于单颗静止轨道卫星对干扰源进行定位的方法及系统 | |
| CN101959261B (zh) | 高速移动场景下的信号选择方法和设备 | |
| CN112968746A (zh) | 基于位置和多普勒信息的星地通信同步捕获方法及装置 | |
| CN113824517A (zh) | 一种基于数字波束合成的无线在轨自适应幅相校正系统 | |
| KR20020006511A (ko) | 유저 터미널 클럭 에러 측정 및 정정을 위한 시스템 및 방법 | |
| CN1210590A (zh) | 使用多波束确定终端位置 | |
| CN113824485B (zh) | 传输信号补偿方法、网络侧设备和终端 | |
| CN112653499B (zh) | 终端的网络接入方法、装置、电子设备及存储介质 | |
| CN102608635B (zh) | 基于回传通信信号体制的卫星导航实现方法与系统 | |
| CN1980099B (zh) | 高分辨率的实时多径信道测试方法、数据处理方法及装置 | |
| WO2021086363A1 (en) | Ping-pong-based accurate positioning | |
| CN105745978B (zh) | 时间同步方法、装置及通信系统 | |
| Liu | Frequency synchronization in global satellite communications systems | |
| CN113242579B (zh) | 一种双连接小区切换参数的测量方法 | |
| CN116996107A (zh) | 一种高动态星地一体化传输方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |