面向LTE的静止轨道卫星通信系统随机接入方式

针对长期演进计划(LTE)系统和卫星移动通信系统融合中接入方式存在的问题,提出了一种面向 LTE的静止轨道(GEO)卫星移动通信的随机接入方式。该方式参考了卫星通用通信系统(S-UMTS)和长期演进计划系统的随机接入方式设计,对接入前导和接入时隙作适应性修改,并提出了一种新的用户随机接入流程。通过随机接入时隙长度的扩展,将控制信息加入到接入前导中,解决了 GEO卫星环境下用户接入时间长和用户之间时延差大的问题;提出的用户随机接入流程,有效改善了用户的接入时间性能。仿真结果表明,提出的随机接入方式适用于面向 LTE的 GEO卫星通信系统。     

多普勒频移对低轨卫星通信抗干扰的影响

低轨卫星具有多普勒频移大的特点.对存在同频段干扰情况下,卫星信号和干扰信号的多普勒频移的规律及其对抗干扰性能的影响进行了分析.结果表明,当卫星运行至地面终端和干扰源之间时,卫星有用信号和干扰信号的相对频移尤其大,这就对低轨卫星通信中干扰的跟踪和抑制提出了更高的要求.     

GEO与LEO间激光通信轨道特性仿真

为了优化GEO与LEO间激光通信系统的性能,建立了卫星通信轨道特性仿真模型。通过对一年内卫星数据的分析可知,卫星通信终端间的多普勒频移变化范围约为5109 Hz,可以使用多普勒频移补偿方法减少GEO与LEO之间的多普勒频移影响。对于相干通信,终端必须进行频移补偿;提前量角的范围大于激光束散角,因此终端需要进行提前量补偿,激光通信系统可根据提前量角对视轴进行提前修正,以减少相对速度对激光通信的影响;太阳干扰和地球遮挡的时间较长,应该进行卫星组网以改善可通率,在通信过程中应根据通信终端时间,优化两个通信终端的工作流程;GEO和LEO终端的视轴变化情况不同,因此应该为卫星设计不同结构。     

低轨LTE卫星随机接入前导设计及检测算法研究

针对低轨卫星环境中的较广波束覆盖范围和较大多普勒频移的特点,研究了能够应用于低轨LTE（Long Term Evolution）卫星移动通信中的随机接入前导及其检测算法。首先,提出多根长序列（MRLS）,该序列通过级联多个根序列号不同的短ZC（Zadoff-Chu）根序列构建,可以支持一步定时提前估计;其次,提出一种基于MRLS的随机接入前导检测算法,该算法通过相邻短ZC根序列的共轭相乘产生多个检测序列,再与多个待检序列进行联合差分相关检测,克服了整数倍和小数倍子载波间隔的多普勒频移的影响。仿真结果表明,利用MRLS序列,所提算法对载波频率偏移具有很好的鲁棒性,适用于基于LTE的低轨卫星移动通信系统。     

低轨非同步卫星的多普勒频移分析

在低轨非同步卫星通信中,地面站与绕地球旋转的低轨卫星存在径向的相对运动,接收信号频率会与原信号频率发生偏移,产生多普勒效应。由卫星轨道参数和地面站最大可视仰角可以得到低轨卫星的多普勒频移计算公式。通过对连续四轨STK(卫星工具包)仿真数据和多普勒频移公式计算值的对比,得到多普勒频移及其变化率的相关曲线图,可为低轨非同步卫星的多普勒频移提供估算与补偿依据,以确保卫星通信的质量。     

卫星通信地球站与卫星相对参数计算方法

在卫星通信中,为了保证地球站信号的接收与发射,需要对地球站与卫星间的多普勒频移、信号传输延时以及地球站天线指向等参数进行计算。针对卫星通信地球站在通信过程中卫星轨道位置外推与相对参数的计算问题,在卫星的运动方程的基础上,采用单步积分与多步积分相结合的数值积分法,根据卫星星历计算卫星轨道的外推数据分别给出了地球站与卫星间多普勒频移、信号传输延时以及地球站天线指向等参数的计算方法。并对该方法的计算误差进行了仿真分析,仿真结果表明该计算方法切实可行,适用于工程应用。     

移动卫星通信信道多普勒频移特性研究

在分析移动卫星通信信道特性的基础上，研究增加直射分量的多普勒实时频移和多径信号入射角范围及其变化对移动卫星通信信道多普勒频移特性的影响，推导了其不对称多普勒功率谱形式，对其进行了理论分析并给出了仿真结果。     

GPS系统多普勒频移估算的研究

在GPS导航定位系统中,多普勒频率偏移直接影响接收机性能。为了克服多普勒频率偏移的影响,提高接收机的GPS信号捕获速度,对多普勒频移估计算法进行了研究。推导了导航卫星运行参数的数学模型,给出多普勒频移估算的数学模型,对导航卫星运行参数及多普勒频移特性进行了MATLAB仿真。结果表明,卫星与接收机之间的相对位置对信号的多普勒频移特性有着较强的影响。仿真结果可以为多普勒频移的估计和补偿提供先验信息。     

大频偏卫星扩频信号的基带处理算法的FPGA实现

多普勒频偏一直是卫星通信中不可忽视的消极因素。针对多路混叠的卫星扩频信号下变频以后所产生的大多普勒频偏,在匹配滤波结构中采取改进的部分相关算法,在基于并行导频的信道估计中根据信道状况改变估计长度,实现了大频偏下卫星扩频信号的基带处理。     

基于北斗GEO卫星信号的海面目标非协同探测性能分析

对利用北斗GEO（Geosynchronous Orbit）卫星信号开展海面目标非协同探测的性能进行分析。首先提出了初步系统结构方案,分析了北斗信号并建立了直射和反射信号模型,从最大探测距离和伪随机码模糊性两方面分析了基于北斗卫星信号的海面探测性能。仿真实验结果表明,基于北斗GEO卫星的反射信号在强度和信噪比等指标上都要优于GPS MEO（Medium Earth Orbit）卫星的反射信号,北斗的Kasami码和Gold码在时延和多普勒频移维上都具有很好的时间分辨力,利用北斗GEO卫星信号开展海面目标非协同探测是可行的。