CN114567367A - 一种基于广播同步的信关站静默方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于广播同步的信关站静默方法，属于卫星移动通信技术领域。本发明中，A系统通过信关站内的同步模块，将本系统的前向定时和小区帧偏移量发送给B系统，使得B系统信关站在不发送广播同步信号的情况下，通过调整前反向时延和小区帧偏移量，利用A系统信关站的广播同步信号，完成B系统前向链路的时间和频率同步，以此达到B系统信关站对广播同步信号静默的需求。本发明方法满足了B系统信关站对静默的特殊需求，既降低了地面信关站的能耗，又节省了卫星的功率，提高了B系统的隐蔽性和安全性。

Description

一种基于广播同步的信关站静默方法
技术领域
本发明属于卫星移动通信技术领域，涉及一种基于广播同步的信关站静默方法，适用于对周期性广播同步信号有静默需求的卫星通信系统。
背景技术
卫星通信就是地球上的无线电通信站（即信关站）利用人造卫星作中继而进行的通信。卫星通信系统主要由空间段、地面段、用户端三部分组成，空间段主要指卫星；地面段主要包括信关站、测控中心、网络控制中心等；用户端主要包括各种用户终端，如手持手机、便携机、车/船/舰载台等。通常，将信关站到卫星的链路称为馈电链路（Feed Link），用户终端到卫星的链路称为用户链路（User Link）。从信关站经过卫星到用户端的链路称为前向链路（Forward Link），从用户端经过卫星到信关站的链路称为反向链路（Reverse Link）。
在卫星通信系统中，各通信模块之间的同步是系统可靠工作的前提。这些同步方式有：定时同步、频率同步、帧同步及消息同步等四种同步方式。为实现前向链路的定时同步和频率同步，信关站需要周期性发送广播同步信号，用户端通过接收广播同步信号，实现定时和频率的同步。
这种频繁广播同步信号的方案，难以满足特定系统信关站对静默的需求，进而使得特定系统容易被监测到。所谓信关站静默是指，系统中的信关站停止周期性发送广播，但是用户终端入网、激活、做业务过程中，信关站仍然正常发送控制信号和业务信号。
目前，在现有技术中还没有实现卫星系统中信关站静默的方案。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种基于广播同步的信关站静默方法，其能够在B系统信关站不发送广播同步信号的情况下，利用A系统信关站的广播同步信号，实现B系统前向链路的定时同步和频率同步，以此达到B系统信关站静默的需求。
基于上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种基于广播同步的信关站静默方法，包括如下步骤：
（1）A系统和B系统共用同一个卫星，A系统和B系统的发送和接收时间都由同一个时基确定；
（2）两个系统的信关站都配有同步模块，A系统信关站通过同步模块将系统的前向定时信息、帧偏移信息发送给B系统信关站；
（3）B系统信关站的同步模块接收A系统的前向定时信息、帧偏移信息，然后转发给B系统信关站的无线收发模块；
（4）B系统信关站的无线收发模块根据前向定时信息和帧偏移信息，调整B系统的前反向时延和小区帧偏移量，使得B系统前向信号到达卫星的绝对时间与A系统保持一致；
（5）B系统信关站的无线收发模块停止周期性发送广播同步信号，以实现静默；
（6）B系统在静默情况下，利用A系统的广播同步信号实现广播同步。
进一步的，A系统前向链路和反向链路的帧号同步点以卫星转发器的出入点为参考，当前向链路在第
Figure 223675DEST_PATH_IMAGE002
帧发送广播同步信号时，反向链路在
Figure 100364DEST_PATH_IMAGE004
发送随机接入信号；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
≥1，Δn为时间间隔；A系统的前向链路和反向链路的时延配置方式为：
a) A系统信关站的前向时延配置为A系统信关站到卫星的空间时延值，使得广播同步信号到达卫星时对应的系统帧号为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
；
b) A系统用户终端通过时间补偿方案，根据卫星到波束中心的距离，补偿接收和发送时间，使得反向随机接入信号到达卫星时对应的帧号为
Figure 47460DEST_PATH_IMAGE004
；
c) A系统信关站的反向时延配置为A系统信关站到卫星的空间时延值。
进一步的，同一颗卫星覆盖的A系统和B系统分为多个小区，同一系统的不同小区通过小区帧偏移量，以在不同的时间发送广播同步信号。
进一步的，步骤（6）的具体方式为：B系统终端接收A系统信关站发送的广播同步信号，完成前向链路的定时和频率粗同步；B系统信关站仍然接收B系统终端的随机接入信号，完成反向链路的频率同步；在终端入网、激活、做业务的过程中，B系统信关站仍然正常发送控制信号、业务信号，与终端进行交互。
进一步的，B系统的前向链路和反向链路的时延配置方式为：
a) B系统信关站的前向时延配置为B系统信关站到卫星的空间时延值，使得B系统前向信号到达卫星的绝对时间与A系统保持一致；
b) B系统用户终端不对随机接入信号的发送时间做补偿，即B系统用户终端收到广播同步信号以后就发送随机接入信号，反向链路不以卫星转发器的出入口作为参考点；
c) B系统信关站的返向时延配置为B系统信关站到卫星的空间时延值加两倍用户所在波束中心到卫星的空间时延值。
从上面的叙述可以看出，本发明技术方案的有益效果在于：
1、本发明方法可以满足B系统信关站对静默的需求，同时不会影响B系统的业务。
2、采用本发明方法，B系统停止周期性发送广播信号，既降低了地面信关站的能耗，又节省了卫星的功率，实现了系统不容易被监测到，提高了系统的隐蔽、安全性。
总之，本发明方法简单有效，易于实现，且不会影响各自系统的功能和性能。
附图说明
图1是本发明实施例中卫星通信系统信关站广播同步方案示意图；
图2是本发明实施例中基于广播同步的B系统信关站静默方案示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员对本专利技术方案的理解，同时为了使本专利的技术目的、技术方案和有益效果更佳清楚，并使权利要求书的保护范围得到充分支持，下面以具体案例的形式对本专利的技术方案作出进一步的、更详细的说明。
一种基于广播同步的信关站静默方法，其原理如图2所示，采用共用同一个卫星的两个不同的卫星通信系统。方法包括以下步骤：
（1）A系统和B系统为共用同一个卫星的两个不同的卫星通信系统，A系统和B系统都由位于各自信关站中的时钟源为系统所有设备提供参考。
（2）类似于地面蜂窝系统，同一颗卫星覆盖的A系统和B系统分为多个小区。为了降低卫星的峰值功率，需要设置小区帧偏移量，即系统的不同小区周期性发送广播同步信号的时间需要错开一定的时间。A系统的广播同步信号每8帧发送一次，相邻的7个小区依次错开一帧发送广播同步信号。
（3）A系统前向链路和反向链路的帧号同步点以卫星转发器的出入点为参考，当前向链路在第
Figure 376811DEST_PATH_IMAGE002
帧发送广播同步信号时，反向链路在
Figure 575711DEST_PATH_IMAGE004
发送随机接入信号，如图1所示，具体来说A系统的前向链路和反向链路的时延配置如下：
a) A系统信关站的前向时延配置为A系统信关站到卫星的空间时延值，使得广播同步信号到达卫星时对应的系统帧号正好为
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
b) A系统用户终端通过时间补偿方案，根据卫星到波束中心的距离，补偿接收和发送时间，使得反向随机接入信号到达卫星时对应的帧号正好为
Figure 306906DEST_PATH_IMAGE004
；
c) A系统信关站的反向时延配置为A系统信关站到卫星的空间时延值。
（4）A系统信关站和B系统信关站均配备同步模块，用于系统前向定时信息和小区帧偏移信息的传输。具体包括如下步骤：
a) A系统信关站通过同步模块，将系统的前向定时信息、帧偏移信息通过卫星转发给B系统信关站；
b) B系统信关站的同步模块接收A系统的前向定时信息和帧偏移信息；
c) B系统同步模块将A系统的前向定时信息和帧偏移信息通过有线连接的方式转发给B系统信关站无线收发模块；
d) B系统信关站的无线收发模块根据前向定时信息和帧偏移信息，调整B系统的前反向时延和小区帧偏移量，使得B系统前向信号到达卫星的绝对时间与A系统保持一致。
（5）B系统信关站为达到静默的目的，停止周期性发送广播同步信号。为实现B系统广播同步：B系统终端接收A系统信关站发送的广播同步信号，完成前向链路的定时和频率粗同步；B系统信关站仍然接收B系统终端的随机接入信号，完成反向链路的频率同步。为保证B系统业务正常：在终端入网、激活、做业务等过程中，B系统信关站仍然正常发送控制信号、业务信号，与终端进行交互。如图2所示，具体来说B系统的前向链路和反向链路的时延配置如下：
a) B系统信关站的前向时延配置为B系统信关站到卫星的空间时延值，使得B系统前向信号到达卫星的绝对时间与A系统保持一致；
b) B系统用户终端不对随机接入信号的发送时间做补偿，即B系统用户终端收到广播同步信号以后就发送随机接入信号，反向链路不以卫星转发器的出入口作为参考点；
c) B系统信关站的返向时延配置为B系统信关站到卫星的空间时延值加两倍用户所在波束中心到卫星的空间时延值。
需要说明的是，上述实施例中A系统和B系统的前反向时延只是一个具体例子，实际应用中需要根据系统终端的补偿方案来确定信关站的前反向时延。此外，本发明不限于两个系统，可以有多个类似B系统，均利用A系统的广播同步信号完成前向链路的时间和频率同步。
本发明方法可以满足特定系统信关站的静默需求，同时不会影响特定系统的业务，并且可以通过调整信关站的前反向时延，使得终端侧可以保持原有的同步方案不变。本发明方法可使系统停止周期性发送广播信号，从而既降低了地面信关站的能耗，又节省了卫星的功率，实现了系统不容易被监测到，提高了系统的隐蔽、安全性。总之，本发明方法简单有效，易于实现，且不会影响各自系统的功能和性能。

Claims (5)

1.一种基于广播同步的信关站静默方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）A系统和B系统共用同一个卫星，A系统和B系统的发送和接收时间都由同一个时基确定；
（2）两个系统的信关站都配有同步模块，A系统信关站通过同步模块将系统的前向定时信息、帧偏移信息发送给B系统信关站；
（3）B系统信关站的同步模块接收A系统的前向定时信息、帧偏移信息，然后转发给B系统信关站的无线收发模块；
（4）B系统信关站的无线收发模块根据前向定时信息和帧偏移信息，调整B系统的前反向时延和小区帧偏移量，使得B系统前向信号到达卫星的绝对时间与A系统保持一致；
（5）B系统信关站的无线收发模块停止周期性发送广播同步信号，以实现静默；
（6）B系统在静默情况下，利用A系统的广播同步信号实现广播同步。
2.根据权利要求1所述的一种基于广播同步的信关站静默方法，其特征在于，A系统前向链路和反向链路的帧号同步点以卫星转发器的出入点为参考，当前向链路在第
Figure 921673DEST_PATH_IMAGE002
帧发送广播同步信号时，反向链路在
Figure 166710DEST_PATH_IMAGE004
发送随机接入信号；
Figure DEST_PATH_IMAGE005
≥1，Δn为时间间隔；A系统的前向链路和反向链路的时延配置方式为：
a) A系统信关站的前向时延配置为A系统信关站到卫星的空间时延值，使得广播同步信号到达卫星时对应的系统帧号为
Figure DEST_PATH_IMAGE006
；
b) A系统用户终端通过时间补偿方案，根据卫星到波束中心的距离，补偿接收和发送时间，使得反向随机接入信号到达卫星时对应的帧号为
Figure 743184DEST_PATH_IMAGE004
；
c) A系统信关站的反向时延配置为A系统信关站到卫星的空间时延值。
3.根据权利要求1所述的一种基于广播同步的信关站静默方法，其特征在于，同一颗卫星覆盖的A系统和B系统分为多个小区，同一系统的不同小区通过小区帧偏移量，以在不同的时间发送广播同步信号。
4.根据权利要求1所述的一种基于广播同步的信关站静默方法，其特征在于，步骤（6）的具体方式为：B系统终端接收A系统信关站发送的广播同步信号，完成前向链路的定时和频率粗同步；B系统信关站仍然接收B系统终端的随机接入信号，完成反向链路的频率同步；在终端入网、激活、做业务的过程中，B系统信关站仍然正常发送控制信号、业务信号，与终端进行交互。
5.根据权利要求4所述的一种基于广播同步的信关站静默方法，其特征在于，B系统的前向链路和反向链路的时延配置方式为：
a) B系统信关站的前向时延配置为B系统信关站到卫星的空间时延值，使得B系统前向信号到达卫星的绝对时间与A系统保持一致；
b) B系统用户终端不对随机接入信号的发送时间做补偿，即B系统用户终端收到广播同步信号以后就发送随机接入信号，反向链路不以卫星转发器的出入口作为参考点；
c) B系统信关站的返向时延配置为B系统信关站到卫星的空间时延值加两倍用户所在波束中心到卫星的空间时延值。
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