OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術(shù)頻譜利用率高,可有效對(duì)抗頻率選擇性衰落,適合非對(duì)稱數(shù)據(jù)傳輸。OFDM技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng),可提高頻譜效率,增加系統(tǒng)容量。由于低軌衛(wèi)星高速的移動(dòng)特性,為了保持OFDM的正交性,衛(wèi)星通信系統(tǒng)中需要采取相關(guān)措施抵抗頻率與定時(shí)偏差影響,OFDM同步技術(shù)目前主要關(guān)注頻偏估計(jì)與定時(shí)偏差估計(jì)的研究,而基于位置信息補(bǔ)償、基于幀結(jié)構(gòu)子載波間隔調(diào)整目前也是研究熱點(diǎn)。另一方面為了滿足日益增長(zhǎng)的物聯(lián)網(wǎng)接入需求、降低大量地面終端的接入時(shí)延,衛(wèi)星通信系統(tǒng)中稀缺的時(shí)頻資源需要充分利用。因此,本文針對(duì)高多普勒頻偏下的同步技術(shù)和接入技術(shù)進(jìn)行了研究。本文首先分析了目前較為經(jīng)典的OFDM同步技術(shù),在此基礎(chǔ)上提出一種抗頻偏的加權(quán)序列同步方法,通過(guò)PN（Pseudo-Noise）序列與同步序列的加權(quán),采用差分互相關(guān)與一系列頻偏估計(jì)算法,能夠得到更好的同步性能。參考基于位置信息估計(jì)上行定時(shí)提前量和多普勒頻偏的算法,考慮殘余頻偏、衛(wèi)星波束位置和終端運(yùn)動(dòng)速度影響,分析出Ka波段下衛(wèi)星通信子載波間隔的最優(yōu)化配置。在低軌衛(wèi)星隨機(jī)接入... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

衛(wèi)星系統(tǒng)的小區(qū)傳播時(shí)延差示意圖

第二章衛(wèi)星OFDM系統(tǒng)理論基礎(chǔ)15ABSv圖2-4多普勒頻移產(chǎn)生機(jī)制從上圖2-4中A點(diǎn)與S點(diǎn)的位置關(guān)系，可以得出多普勒頻移表達(dá)式為：cosdopplercvffc=（2-5）v表示A到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，其中vcos表示A與S點(diǎn)的徑向速度，cf為信號(hào)頻率，c代表光速，表示星地鏈路與終端運(yùn)動(dòng)方向夾角。因此，多普勒大小不僅與載波頻率、運(yùn)動(dòng)速度，還與信號(hào)與運(yùn)動(dòng)方向夾角有關(guān)，當(dāng)夾角為90°時(shí)，多普勒頻移為0。在OFDM系統(tǒng)中，多普勒頻移容易導(dǎo)致子載波正交性遭到破壞，從而嚴(yán)重惡化系統(tǒng)性能。而在前文分析中可以看出，在Ka波段的低軌衛(wèi)星中，由于衛(wèi)星移動(dòng)速度快，載波頻率高，信道中會(huì)產(chǎn)生幾十kHz的多普勒頻移。如果不采取頻偏估計(jì)補(bǔ)償和抑制方法，終端將無(wú)法正常解調(diào)出通信數(shù)據(jù)。根據(jù)文獻(xiàn)[62]中的多普勒計(jì)算結(jié)果可以得到多普勒頻移大小為：()()coscosarctansinceeedeefRhRRfchRhRαα+=++（2-6）其中，cf為載波頻率，c為光速，h為衛(wèi)星高度，eR為地球半徑，α為地心角，用仰角E換算為arccos[co/(s)]eeα=REh+RE。2.3.3無(wú)線通信信道模型1）Rayleigh信道Rayleigh衰落信道主要描述接收信號(hào)只存在多徑分量的場(chǎng)景，信號(hào)分量中無(wú)直射路徑分量。當(dāng)信號(hào)接收端接收的信號(hào)存在大量幅度相位獨(dú)立的散射信號(hào)，各信號(hào)入射方向在02π均勻分布時(shí)，接受信號(hào)服從Rayleigh分布，瑞利分布概率密度函數(shù)表示為：

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文52圖4-2仰角從90°到10°的星地距離變化圖4-3仰角從90°到10°的星地時(shí)延變化速率隨著地面終端的仰角不斷下降，星地間距離不斷增加，在仰角最小時(shí)距離增加的最快，反映在時(shí)延上是在低仰角時(shí)，星地時(shí)延最大，而且時(shí)延存在一定變換率，在低仰角時(shí)變化率最快能達(dá)到22us/s，如此大的時(shí)延變化率如果不進(jìn)行估計(jì)補(bǔ)償，會(huì)使得業(yè)務(wù)通信時(shí)經(jīng)常性上行失步，因此低軌衛(wèi)星的時(shí)延使得傳統(tǒng)的TA

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]衛(wèi)星移動(dòng)通信發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]. 呂子平,梁鵬,陳正君,韓淼.  衛(wèi)星應(yīng)用. 2016(01)
[2]LTE系統(tǒng)中一種改進(jìn)的基于CP的ML頻偏估計(jì)算法[J]. 漆飛,胡捍英,周游.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2014(20)
[3]利用循環(huán)前綴的OFDM系統(tǒng)定時(shí)同步算法[J]. 汪涵,朱磊基,施玉松,邢濤,王營(yíng)冠.  西安電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(01)
[4]基于訓(xùn)練序列與數(shù)據(jù)疊加的ACO-OFDM無(wú)線光通信系統(tǒng)時(shí)間同步方法[J]. 王汝言,王卓,吳大鵬,高頔,左瓊?cè)A,趙輝,上官松濤.  電子學(xué)報(bào). 2012(01)
[5]測(cè)向和測(cè)頻改進(jìn)的最小二乘單站定位跟蹤方法[J]. 丁衛(wèi)安.  探測(cè)與控制學(xué)報(bào). 2011(01)
[6]采用CCSK承載非同步隨機(jī)接入信息的方法[J]. 趙建平,張忠培,湯東海.  電子科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
[7]OFDM系統(tǒng)疊加序列能量分配及同步方案[J]. 羅仁澤,張光玉,李杰,楚恒,朱維樂(lè).  電子學(xué)報(bào). 2006(04)
[8]OFDM應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)[J]. 葉志猛,季衛(wèi)華.  中國(guó)數(shù)據(jù)通信. 2003(12)

博士論文
[1]衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中多址接入技術(shù)研究[D]. 李鵬緒.北京郵電大學(xué) 2019
[2]低軌LTE衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)上行同步關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 甄立.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]下一代衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 何異舟.北京郵電大學(xué) 2015
[4]基于OFDM的高速移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)及寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 田清華.北京郵電大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于高動(dòng)態(tài)的低軌衛(wèi)星載波同步技術(shù)研究[D]. 稅敏.重慶郵電大學(xué) 2019
[2]Ka頻段衛(wèi)星通信系統(tǒng)OFDM同步算法研究[D]. 王敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]衛(wèi)星突發(fā)信號(hào)載波同步技術(shù)研究[D]. 田甜.電子科技大學(xué) 2018
[4]低軌衛(wèi)星上行同步方法研究[D]. 姚廣濟(jì).湖南大學(xué) 2018
[5]OFDM中繼協(xié)作通信系統(tǒng)同步技術(shù)研究[D]. 李曉.重慶大學(xué) 2016
[6]基于802.11a/g的差分相關(guān)同步算法研究[D]. 楊志鵬.北京郵電大學(xué) 2015
[7]FDD-LTE小區(qū)搜索算法研究[D]. 高煒.西安電子科技大學(xué) 2014
[8]基于LTE的GEO衛(wèi)星通信系統(tǒng)上行接入技術(shù)研究[D]. 陳坤汕.解放軍信息工程大學(xué) 2013
[9]LTE小區(qū)搜索算法研究[D]. 吳晉成.重慶大學(xué) 2013
[10]衛(wèi)星通信系統(tǒng)中OFDM同步技術(shù)研究[D]. 張子文.上海交通大學(xué) 2009



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