低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113708871A(43)申请公布日2021.11.26(21)申请号202110972853.1(22)申请日2021.08.24(71)申请人四川安迪科技实业有限公司地址610041四川省成都市高新区天府五街200号1号楼3层A、B区(72)发明人贺俊文(74)专利代理机构成都诚中致达专利代理有限公司51280代理人曹宇杰(51)Int.Cl.H04J3/06(2006.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法(57)摘要本申请提供一种透明转发低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法，包括步骤：预先计算卫星/主站传输时延与星历时间的函数和卫星/端站传输时延与星历时间的函数；根据返向突发到达主站目标时隙的期望星历时间，估算出返向突发到达卫星的星历时间；根据卫星/主站传输时延与星历时间的函数、卫星/端站传输时延与星历时间的函数以及返向突发到达卫星的星历时间，分别估算出返向上行链路和返向下行链路的自由空间传输时延，并将二者相加，得到返向链路的自由空间传输时延。本方法采用了基于线性近似的外推估计法，计算简便；在卫星星历信息准确的条件下，可以获得良好的估计性能。CN113708871ACN113708871A权利要求书1/1页1.一种透明转发低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法，其特征在于，包括步骤：S1、建立直角坐标系以星历时间t为横坐标，并以返向突发BF[n]到达主站目标时隙的期望星历时间tn为横坐标原点；以卫星/主站间的传输时延τ′SAT/HUB(t)为纵坐标，并以0为纵坐标原点；S2、在直角坐标系中，建立两个线性方程：一个是反恒等直线方程l1:τ′SAT/HUB(t)＝‑t，另一个是卫星/主站传输时延与星历时间的函数τSAT/HUB(t)＝g1(t)的坐标平移版本τ′SAT/HUB(t)＝τSAT/HUB(t+tn)＝g1(t+tn)在区间[‑T,0]上的局部近似直线段方程l2:T是一个时间增量，且表示返向下行链路自由空间传输时延的最大值；S3、求解直线l1和直线段l2的交点坐标tintersect；S4、估算返向突发BF[n]到达卫星的星历时间，得t′n＝tn+tintersect；S5、根据预先计算的两组参数：卫星/主站传输时延与星历时间的函数τSAT/HUB(t)和卫星/端站传输时延与星历时间的函数τSAT/RCST(t)，以及返向突发BF[n]到达卫星的星历时间t′n，分别估算出返向上行链路的自由空间传输时延τRL/UL(t′n)和返向下行链路的自由空间传输时延τRL/DL(t′n)：S6、将返向上行链路和返向下行链路的自由空间传输时延相加，得到返向链路的自由空间传输时延τRL/FS(t′n)，即τRL/FS(t′n)＝τRL/UL(t′n)+τRL/DL(t′n)。2.根据权利要求1所述的透明转发低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法，其特征在于，直线段l2的建立方法是：首先，在曲线τ′SAT/HUB(t)＝g1(t+tn),t∈[‑T,0]上选取两个相邻的点(0,g1(tn))和(‑T,g1(tμ))，其中，tμ＝tn‑T；根据上述两点的坐标建立直线段方程，得3.根据权利要求2所述的透明转发低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法，其特征在于，直线l1和直线段l2的交点坐标tintersect通过如下公式求解：2CN113708871A说明书1/5页低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法技术领域[0001]本发明涉及TDMA卫星通信系统的时间同步技术，尤其涉及一种透明转发低轨卫星TDMA静中通系统的返向链路时延估计方法。背景技术[0002]TDMA系统的全网时间同步包含两个部分：前向链路时间同步和返向链路时间同步。返向链路时间同步的作用是实现返向突发的到达时间(ToA)同步，即端站对时间基准偏移量和返向链路传输时延进行估计和补偿，以使其发送的返向突发能够准确落入目标时隙。[0003]广义的返向链路传输时延包含以下四个部分：返向链路的发送侧处理时延、返向链路的接收侧处理时延、星上处理时延和返向链路的自由空间传输时延。对于透明转发卫星而言，星载转发器仅对信号进行滤波、放大、变频等简单处理，其时延远小于返向链路的自由空间传输时延，因此可以忽略。而返向链路的发送侧处理时延和接收侧处理时延均可以根据具体的处理机制准确地估计。因此，估计返向链路传输时延的关键是估计返向链路的自由空间传输时延。[0004]如图1所示，在透明转发卫星TDMA通信系统中，返向链路是一条从端站到卫星，再到主站的传输链路，由返向上