OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）技術(shù)頻譜利用率高,可有效對抗頻率選擇性衰落,適合非對稱數(shù)據(jù)傳輸。OFDM技術(shù)應(yīng)用于衛(wèi)星移動通信系統(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偏差影響,OFDM同步技術(shù)目前主要關(guān)注頻偏估計與定時偏差估計的研究,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。另一方面為了滿足日益增長的物聯(lián)網(wǎng)接入需求、降低大量地面終端的接入時延,衛(wèi)星通信系統(tǒng)中稀缺的時頻資源需要充分利用。因此,本文針對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)與一系列頻偏估計算法,能夠得到更好的同步性能。參考基于位置信息估計上行定時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... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

衛(wèi)星系統(tǒng)的小區(qū)傳播時延差示意圖

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點與S點的位置關(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點的運(yùn)動速度，其中vcos表示A與S點的徑向速度，cf為信號頻率，c代表光速，表示星地鏈路與終端運(yùn)動方向夾角。因此，多普勒大小不僅與載波頻率、運(yùn)動速度，還與信號與運(yùn)動方向夾角有關(guān)，當(dāng)夾角為90°時，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)星移動速度快，載波頻率高，信道中會產(chǎn)生幾十kHz的多普勒頻移。如果不采取頻偏估計補(bǔ)償和抑制方法，終端將無法正常解調(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無線通信信道模型1）Rayleigh信道Rayleigh衰落信道主要描述接收信號只存在多徑分量的場景，信號分量中無直射路徑分量。當(dāng)信號接收端接收的信號存在大量幅度相位獨立的散射信號，各信號入射方向在02π均勻分布時，接受信號服從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，在仰角最小時距離增加的最快，反映在時延上是在低仰角時，星地時延最大，而且時延存在一定變換率，在低仰角時變化率最快能達(dá)到22us/s，如此大的時延變化率如果不進(jìn)行估計補(bǔ)償，會使得業(yè)務(wù)通信時經(jīng)常性上行失步，因此低軌衛(wèi)星的時延使得傳統(tǒng)的TA

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3529322