[发明专利]一种基于LEO卫星多波束接收星上处理的多址接入方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种基于LEO卫星多波束接收星上处理的多址接入方法。

背景技术

无线通信是指通信双方至少有一方以无线方式进行信息的交换和传输，是当今世界科学技术发展最为活跃的领域之一，对社会进步和经济发展都有着举足轻重的作用。其中，卫星通信是无线通信一个重要的领域，尤其在发生重大毁灭性的自然灾害的地区，地面网络遭到破坏，卫星通信可能是唯一幸存的通信手段。

相比基于GEO（Geostationary Earth Orbit）、MEO（Medium Earth orbit）卫星的通信系统，LEO（Low Earth Orbit，近地轨道）卫星通信系统具有传播时延短的先天优势，能更好的满足语音等实时性业务的要求，保证通信质量。多颗LEO卫星组网可构成全球全天候实时覆盖的星座系统，是实现真正意义上的全球移动通信的重要途径之一。

为了更好的满足人们日益增长的多种新业务应用（如高分辨率的图片、视频等）的需求，系统的高速率、大容量是现阶段LEO卫星通信系统的重要发展方向。LEO卫星结合星载多波束天线，使得卫星接收实现高增益，从而达到系统信息速率和容量提升的目的。因此，LEO卫星结合星载多波束天线的使用及其相关信号体制、收发处理技术是现阶段LEO卫星通信技术的研究热点之一。

多址接入技术，可定义为多个用户接入一个公共传输媒介，实现各用户通信的技术。实现多址接入的技术基础是信号分割，也就是在信号的发射端进行恰当的信号设计，使系统中各用户发射的信号有所差别。在卫星通信系统设计中，多址接入设计的主要任务是，将系统有限的资源（时间、频率、正交码子、空间等）以某种方式进行合理的划分，便于覆盖区内众多的用户进行资源共享。

根据信道资源分配方式的不同，卫星通信系统中常用的多址接入技术可分为固定分配多址、按需分配多址以及随机分配多址三大类别。固定分配多址和按需分配多址常用的有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和空分多址（SDMA）等；基本的随机多址接入方法有纯ALOHA和时隙ALOHA两种。实际应用中，需要根据相关约束和需求进行相应的设计，往往是基本接入方式的组合或变形。

多址接入方法的优劣，一方面影响着系统整体性能，同时也直接影响着发射端和接收端的多址接入信号处理的复杂程度。星载多波束接收天线的使用，将引入多通道的星上处理特性，继续采用传统的CDMA接入方式将由于多通道的引入成倍数关系的增加处理的复杂度，这对于有限资源的LEO卫星往往是不可接受的。使用星载多波束接收天线的LEO卫星CDMA通信系统，如在保证系统接入性能的前提下，设计出简单有效的适合于星上处理的多址接入方法，是LEO卫星通信系统设计的一项重要内容。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于LEO卫星多波束接收星上处理的多址接入方法，其不仅能够保证系统接入性能良好，而且能够减少多波束接收星上处理所需的信号捕获模块的数量，从而有效降低星上多波束接收处理的复杂度。

为了解决上述问题，一种基于LEO卫星多波束接收星上处理的多址接入方法，所述方法包括以下步骤：（1）地面发射端将一待发送至卫星接收端的上行信号按时间顺序划分为上行引导段和上行业务段；（2）所述上行引导段通过SAMA方式引导所述上行业务段开始传送，并辅助所述卫星接收端捕获所述上行信号，并在所述卫星接收端捕获所述上行信号之后，引导所述上行业务段的业务数据的调解；（3）所述上行业务段通过CDMA方式对所述业务数据进行传输。

作为可选的技术方案，在步骤（3）之后进一步包括：所述卫星接收端的多波束接收天线将所接收到的上行信号输出为多个波束信号；所述卫星接收端的信号捕获模块对每一所述波束信号进行信号捕获。

作为可选的技术方案，所述地面发射端包括地面终端或地面站。

作为可选的技术方案，所述上行引导段在时间顺序上位于所述上行业务段之前，并且采用SAMA多址接入方式，当采用所述SAMA多址接入方式时，每一所述地面发射端所传送的上行引导段均使用相同的扩频序列PN（0）进行扩频。