針對衛(wèi)星物聯(lián)網系統(tǒng)波束內傳輸時延較大和波束覆蓋范圍廣的特點,對隨機接入設計方案進行了討論,同時分析了影響GEO衛(wèi)星系統(tǒng)隨機接入前導序列設計的因素,提出了衛(wèi)星物聯(lián)網系統(tǒng)的隨機接入前導序列設計方法,并對所設計參數的TOA估計誤差進行仿真評估與研究。仿真結果表明,該方法適用于衛(wèi)星物聯(lián)網系統(tǒng),可基本滿足大往返時延差下正常的隨機接入過程。 

【文章來源】：無線電通信技術. 2020,46(05)

【文章頁數】：7 頁

【部分圖文】：

衛(wèi)星物聯(lián)網系統(tǒng)隨機接入信道結構

衛(wèi)星通過波束成形的方式在某一范圍內形成若干大小相同的點波束,組成多波束系統(tǒng)。每一個波束的覆蓋范圍構成一個與蜂窩系統(tǒng)小區(qū)功能類似的波束小區(qū),并獨立于其他小區(qū)與衛(wèi)星進行通信[14]。對于GEO衛(wèi)星移動通信系統(tǒng),波束覆蓋半徑大約為150～300 km。如圖2所示,一個衛(wèi)星波束覆蓋范圍內,距離衛(wèi)星最遠的用戶與衛(wèi)星通信時傳輸路徑最長,傳輸時延最大;距離衛(wèi)星最近的用戶與衛(wèi)星通信時傳輸路徑最短,傳輸時延最小。最大傳輸時延差ΔTmax定義為波束內最大傳輸時延與最小傳輸時延的差值。根據文獻[15]中的計算模型,在波束范圍為200 km情況下,最大往返時延差為ΔTRTD=2ΔTmax=1.923 2 ms。2.2 系統(tǒng)參數設計

表2 仿真參數配置Tab.2 Configuration of simulation parameters 參數 參數值 信噪比 5 dB 信道模型 AWGN 小區(qū)半徑 200 km 系統(tǒng)帶寬 180 kHz 子載波間隔ΔfRA 468.75 Hz 內層跳頻步長 468.75 Hz 外層跳頻步長 {6,8,12,16,24,32,48,64,96,192}×468.75 Hz 符號組包含符號數 15 重復傳輸次數 1從圖3可以看出,在2.187 5～90 kHz范圍內,隨著外層跳頻步長的增加,當概率達到100%時,對應的TOA估計誤差有所減小,即定時估計精度提高。因此,對于對定時估計精度要求較高的系統(tǒng),應選擇較大的外層跳頻步長,即對應較大的PRACH帶寬。對于本系統(tǒng),目標定時誤差要求為 4.17 μs,因此外層跳頻步長選擇45 kHz。

【參考文獻】：
期刊論文
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[5]天基傳輸網絡和天地一體化信息網絡發(fā)展現狀與問題思考[J]. 孫晨華.  無線電工程. 2017(01)
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博士論文
[1]下一代衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)關鍵技術研究[D]. 何異舟.北京郵電大學 2015



本文編號：3433800