一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星lte的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法。多顆衛(wèi)星同時(shí)覆蓋同一區(qū)域，每一個(gè)小區(qū)的定時(shí)調(diào)整包括如下步驟：以某一顆衛(wèi)星作為參考基準(zhǔn)，計(jì)算位于其他軌道衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)與作為參考基準(zhǔn)的衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)共同覆蓋地面小區(qū)中心點(diǎn)的時(shí)延差；根據(jù)時(shí)延差，分別對(duì)衛(wèi)星發(fā)射端進(jìn)行定時(shí)調(diào)整，使得不同衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)同時(shí)到達(dá)地面小區(qū)中心點(diǎn)；設(shè)定調(diào)整時(shí)間間隔，對(duì)覆蓋該小區(qū)的多顆衛(wèi)星發(fā)射端的定時(shí)進(jìn)行周期性調(diào)整。本發(fā)明為全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE系統(tǒng)提供一種下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，為全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同頻組網(wǎng)創(chuàng)造必要條件。
【專利說(shuō)明】一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于寬帶無(wú)線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星移動(dòng)通信是實(shí)現(xiàn)在任何地點(diǎn)進(jìn)行通信的必要手段之一。近年來(lái)，第四代(The Fourth Generation Mobile Communication Systems, 4G)陸地蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展日趨成熟，以正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 0FDM)、多輸入多輸出(Multiple-1nput Multiple-Output, ΜΙΜΟ)和同頻組網(wǎng)等作為關(guān)鍵技術(shù)的第三代合作伙伴計(jì)劃長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)(The3rd Generation Partnership Project Long TermEvolution, 3GPP-LTE)已經(jīng)陸續(xù)投入商用。將具有高速率、大容量、高頻譜效率、高功率效率等特點(diǎn)的陸地LTE (Terrestrial LTE, T-LTE)應(yīng)用到衛(wèi)星移動(dòng)通信中，建立同頻組網(wǎng)的多波束衛(wèi)星LTE (Satellite LTE，S-LTE)移動(dòng)通信系統(tǒng)是當(dāng)前衛(wèi)星移動(dòng)通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。
[0003]同頻組網(wǎng)的多波束S-LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)在衛(wèi)星上采用大型天線陣列產(chǎn)生多個(gè)波束，到達(dá)地面后形成多個(gè)小區(qū)。多波束S-LTE采用多顆衛(wèi)星(可能是不同類(lèi)型的衛(wèi)星)共同組網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)全域覆蓋。位于不同軌道衛(wèi)星共同覆蓋的地面小區(qū)中的終端，將接收到來(lái)自不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)，同一衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)經(jīng)過(guò)相同的衰落信道到達(dá)終端，不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)則經(jīng)過(guò)不同的衰落信道到達(dá)終端，且不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)到達(dá)終端存在時(shí)延差，時(shí)延差可能超過(guò)保護(hù)間隔的長(zhǎng)度。由于多波束S-LTE移動(dòng)通信系統(tǒng)采用同頻組網(wǎng)，若不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)到達(dá)同一小區(qū)內(nèi)的地面接收端的時(shí)延差超過(guò)保護(hù)間隔長(zhǎng)度，則不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)將互相干擾，無(wú)法有效地通信。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對(duì)全域覆蓋多波束S-LTE系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)同頻組網(wǎng)的必要條件，本發(fā)明提供了一種全域覆蓋多波束S-LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，對(duì)全域覆蓋多波束S-LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整，使得不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)到達(dá)該小區(qū)內(nèi)任何位置的時(shí)延差都小于保護(hù)間隔長(zhǎng)度。
[0005]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種全域覆蓋多波束S-LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，多顆衛(wèi)星同時(shí)覆蓋同一區(qū)域，每一個(gè)小區(qū)的定時(shí)調(diào)整包括如下步驟:
[0006](I)以某一顆衛(wèi)星作為參考基準(zhǔn)，計(jì)算位于其他軌道衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)與作為參考基準(zhǔn)的衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)共同覆蓋地面小區(qū)中心點(diǎn)的時(shí)延差；
[0007](2)根據(jù)時(shí)延差，分別對(duì)衛(wèi)星發(fā)射端進(jìn)行定時(shí)調(diào)整，使得不同衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)同時(shí)到達(dá)地面小區(qū)中心點(diǎn)；
[0008](3)設(shè)定調(diào)整時(shí)間間隔Tatu，對(duì)覆蓋該小區(qū)的多顆衛(wèi)星發(fā)射端的定時(shí)進(jìn)行周期性調(diào)整。
[0009]所述步驟(I)中不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)與作為參考基準(zhǔn)的衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)共同覆蓋地面小區(qū)中心點(diǎn)(簡(jiǎn)稱“地面點(diǎn)”)的時(shí)延差的計(jì)算公式為:
[0010]
【權(quán)利要求】
1.一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其特征在于，多顆衛(wèi)星同時(shí)覆蓋同一區(qū)域，包括如下步驟: (O以某一顆衛(wèi)星作為參考基準(zhǔn)，計(jì)算位于其他軌道衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)與作為參考基準(zhǔn)的衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)共同覆蓋地面小區(qū)中心點(diǎn)的時(shí)延差； (2)根據(jù)時(shí)延差，分別對(duì)衛(wèi)星發(fā)射端進(jìn)行定時(shí)調(diào)整，使得不同衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)同時(shí)到達(dá)地面小區(qū)中心點(diǎn)； (3)設(shè)定調(diào)整時(shí)間間隔，對(duì)覆蓋該小區(qū)的多顆衛(wèi)星發(fā)射端的定時(shí)進(jìn)行周期性調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其特征在于:所述步驟(I)中不同軌道衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)與作為參考基準(zhǔn)的衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)共同覆蓋地面小區(qū)中心點(diǎn)的時(shí)延差的計(jì)算公式為:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其特征在于:所述的衛(wèi)星到地面點(diǎn)距離計(jì)算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其特征在于:在時(shí)刻t，所述的衛(wèi)星的經(jīng)緯度的計(jì)算公式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其特征在于:所述步驟(2)中衛(wèi)星發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法如下: 1)若Λtc>0，即該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)比作為參考基準(zhǔn)的衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)落后到達(dá)共同覆蓋地面小區(qū)中心點(diǎn):則該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)需提前Λ τ。時(shí)間發(fā)射； 2)若ΛTc <0，即該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)比作為參考基準(zhǔn)的衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)先到達(dá)共同覆蓋地面小區(qū)中心點(diǎn):則該衛(wèi)星的發(fā)射信號(hào)需延遲Λ τc時(shí)間發(fā)射；3)在地面端，測(cè)量地面小區(qū)中心點(diǎn)處來(lái)自不同軌道衛(wèi)星的接收信號(hào)時(shí)延差，以確認(rèn)發(fā)射端定時(shí)調(diào)整初步完成，若時(shí)延差不為零，即定時(shí)調(diào)整存在偏差，則通過(guò)地球控制站對(duì)衛(wèi)星進(jìn)行調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其特征在于:所述步驟(2)中針對(duì)地面小區(qū)中心點(diǎn)的衛(wèi)星發(fā)射端定時(shí)調(diào)整完成后，計(jì)算位于不同軌道衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)小區(qū)邊緣點(diǎn)的時(shí)延差，驗(yàn)證位于不同軌道衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)該小區(qū)內(nèi)任何位置的時(shí)延差都小于保護(hù)間隔長(zhǎng)度Tg，若存在時(shí)延差超出保護(hù)間隔長(zhǎng)度Tg，通過(guò)縮小小區(qū)半徑或延長(zhǎng)保護(hù)間隔使得時(shí)延差小于保護(hù)間隔長(zhǎng)度Tg。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種全域覆蓋多波束衛(wèi)星LTE的下行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其特征在于:所述步驟(3)中衛(wèi)星發(fā)射端定時(shí)調(diào)整時(shí)間間隔Tadj的設(shè)定必須滿足=Tadj小于定時(shí)調(diào)整時(shí)刻與調(diào)整后位于不同軌道衛(wèi)星所發(fā)射信號(hào)到達(dá)小區(qū)內(nèi)任意一點(diǎn)的時(shí)延差首次超出保護(hù)間隔長(zhǎng)度Tg時(shí)刻 之間的最小時(shí)間間隔。
【文檔編號(hào)】H04B7/185GK103427895SQ201310335775
【公開(kāi)日】2013年12月4日 申請(qǐng)日期:2013年8月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月5日
【發(fā)明者】王海明, 鄧祝明, 尤肖虎, 高西奇 申請(qǐng)人:東南大學(xué)