本發(fā)明涉及寬帶衛(wèi)星通信導(dǎo)航領(lǐng)域，特別涉及一種基于lte體制的衛(wèi)星移動(dòng)通信上行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星移動(dòng)通信作為地面蜂窩系統(tǒng)的補(bǔ)充和擴(kuò)展，具有覆蓋面積大、通信距離遠(yuǎn)、通信容量大等一系優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)全球網(wǎng)絡(luò)無縫隙覆蓋的不可缺少的通信方式?，F(xiàn)有的衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)采用fdma、tdma或cdma多址方式，主要支持文本、語音等較低速率的業(yè)務(wù)，難以適應(yīng)視頻、圖像等多媒體信息的傳輸。將lte技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信，可以大大提高數(shù)據(jù)傳輸速率、頻譜利用率以及小區(qū)容量。但是，lte應(yīng)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)中仍存在較多的關(guān)鍵問題需要研究，例如峰均比控制、多普勒頻移消除、用戶隨機(jī)接入等。

基于lte體制的衛(wèi)星移動(dòng)通信中，同一波束內(nèi)的用戶上行定時(shí)同步是需要解決的重點(diǎn)問題之一。目前，地面lte采用隨機(jī)接入過程中的隨機(jī)接入信號檢測，獲得用戶到衛(wèi)星的時(shí)延，并將此時(shí)延作為定時(shí)提前量反饋給用戶，然后用戶再進(jìn)行定時(shí)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)多用戶的上行定時(shí)同步。但是，衛(wèi)星移動(dòng)通信的波束小區(qū)范圍大于地面蜂窩小區(qū)，衛(wèi)星一個(gè)波束內(nèi)的用戶之間傳輸時(shí)延差較大，因此需要對隨機(jī)接入信號格式等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)一般會(huì)增加通信系統(tǒng)資源消耗，容易受到多普勒頻移影響，以及對用戶接入一次成功率要求較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：為進(jìn)一步簡化基于lte體制的衛(wèi)星移動(dòng)通信上行定時(shí)同步流程，提出了一種基于lte體制的衛(wèi)星移動(dòng)通信上行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出了一種基于lte體制的衛(wèi)星移動(dòng)通信上行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，其包括以下步驟，

一種基于lte體制的衛(wèi)星移動(dòng)通信上行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，包括如下步驟：

(1)第一地面終端獲取衛(wèi)星投射到地面的至少一個(gè)波束，自波束中確定自身位置信息；

(2)接收衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)頻信號，獲取最新時(shí)刻的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定當(dāng)前時(shí)刻的衛(wèi)星位置信息和波束中心位置信息；

(3)根據(jù)自身位置信息與衛(wèi)星位置信息、波束中心位置信息，計(jì)算第一地面終端與衛(wèi)星的距離，以及，波束中心與衛(wèi)星的距離，獲取自身到衛(wèi)星的信號傳播所需第一時(shí)間與波束中心到衛(wèi)星的信號傳播所需第二時(shí)間的時(shí)延差；

(4)相對于位于波束中心位置處的第二地面終端，所述第一地面終端提前該時(shí)延差的時(shí)長發(fā)送上行信號；通過對地面終端發(fā)射上行信號進(jìn)行定時(shí)調(diào)整，使得不同地面終端發(fā)射的信號同時(shí)到達(dá)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星接收端定時(shí)同步。

進(jìn)一步的，所述衛(wèi)星的通信體制為lte。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)中，第一地面終端或波束中心到衛(wèi)星的距離計(jì)算公式為：

式中，d為所求距離；re為地球的平均半徑；r為衛(wèi)星與地心之間的距離；θ為地球中心角，其計(jì)算公式為：

其中，和分別為地面點(diǎn)和衛(wèi)星的經(jīng)緯度；所述地面點(diǎn)為第一地面終端位置或波束中心位置。

進(jìn)一步的，所述時(shí)延差計(jì)算公式為：

式中，δτ為所求的時(shí)延差；c為光的傳播速度；d為第一地面終端到衛(wèi)星的距離，dr為波束中心位置到衛(wèi)星的距離。

進(jìn)一步的，所述位置信息包括經(jīng)度、緯度和高度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明是一種基于lte體制的衛(wèi)星移動(dòng)通信上行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，解決了衛(wèi)星lte上行定時(shí)同步問題，省去了lte中利用ta(定時(shí)提前量)進(jìn)行接收端定時(shí)同步的過程，同時(shí)也解決了衛(wèi)星波束內(nèi)用戶傳輸時(shí)延差大導(dǎo)致的前導(dǎo)序列設(shè)計(jì)與檢測問題，提高了用戶接入一次成功率，降低了多普勒頻移對上行定時(shí)同步的影響，提高了信號傳輸效率。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明方法的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明內(nèi)容所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1：如圖1所示，本實(shí)施例提供一種多波束衛(wèi)星lte上行發(fā)射端定時(shí)調(diào)整方法，包括以下步驟，

s1：在衛(wèi)星投射到地面的一個(gè)波束中，某個(gè)第一地面終端ue通過自身具有的衛(wèi)星定位功能(如gps、北斗、伽利略，本實(shí)施例以gps為例)確定自身的位置信息，該位置信息包括但不限于經(jīng)度、緯度和高度。具體地，所述地面終端是指在所述衛(wèi)星覆蓋波束范圍內(nèi)的用于與所述衛(wèi)星進(jìn)行通信的處理裝置，所述若干地面終端以改進(jìn)的lte接入所述衛(wèi)星，所述第一地面終端ue是指若干地面終端中的任意一個(gè)。

s2：該第一地面終端ue通過接收衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)頻信號，獲取最新時(shí)刻的衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)，進(jìn)而確定當(dāng)前時(shí)刻的衛(wèi)星位置信息和波束中心位置信息，位置信息包括經(jīng)度、緯度和高度；所述導(dǎo)頻信號包括衛(wèi)星星歷信息、衛(wèi)星波束星下點(diǎn)位置信息等，所述地面終端接收導(dǎo)頻信號的目的是為了確認(rèn)所述衛(wèi)星和第一地面終端ue所在波束的波束中心位置信息。

s3：該第一地面終端ue根據(jù)已經(jīng)獲得的位置信息，分別計(jì)算該第一地面終端ue與衛(wèi)星的距離，以及波束中心位置到衛(wèi)星的距離，進(jìn)而求得地面終端ue到衛(wèi)星與波束中心到衛(wèi)星的信號傳播時(shí)延差；具體地，衛(wèi)星到第一地面終端ue到衛(wèi)星的距離，或者，波束中心到衛(wèi)星的距離計(jì)算公式為：

式中，d為衛(wèi)星到地面點(diǎn)的距離；re為地球的平均半徑；r為衛(wèi)星與地心之間的距離；θ為地球中心角，其計(jì)算公式為：

其中，和分別為地面點(diǎn)和衛(wèi)星的經(jīng)緯度。地面點(diǎn)為地面終端ue或波束中心。

ue相對于波束中心到衛(wèi)星傳輸?shù)臅r(shí)延差計(jì)算公式為：

式中，δτ為所求的時(shí)延差；c為光的傳播速度；d和dr分別為地面終端ue和波束中心與衛(wèi)星之間的距離，如圖2所示。

s4：第一地面終端ue根據(jù)步驟s3計(jì)算得到的時(shí)延差δτ，相對于位于波束中心位置處的第二地面終端，提前該時(shí)延差的時(shí)長發(fā)送上行信號。具體地，地面終端ue發(fā)送上行信號的時(shí)刻為t0，則位于波束中心位置處的第二地面終端發(fā)送上行信號的時(shí)刻為t0+δτ。通過對地面終端發(fā)射上行信號進(jìn)行定時(shí)調(diào)整，使得不同地面終端發(fā)射的信號同時(shí)到達(dá)衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星接收端定時(shí)同步。