[发明专利]多用户自适应频偏消除方法、装置、存储介质及低轨卫星通信系统

说明书

本发明公开了多用户自适应频偏消除方法、装置及低轨卫星通信系统。该方法对混合了K个用户信号的时域信号执行t次迭代获得各用户消除干扰信号，第t次迭代：从时域信号中分离各用户信号；获得各用户的频偏补偿信号；利用各用户的载荷自适应控制参数获取各用户干扰信号；对于每个用户，将时域信号减去用户干扰信号获得用户估计信号；若用户控制误差在误差阈值范围内，输出用户估计信号，在时域信号中除去该用户消除干扰信号，K＝K－1，若用户控制误差不在误差阈值范围内，更新用户载荷自适应控制参数。有效自适应并行消除多普勒频偏、频偏变化率及其多用户间干扰，提高用户信息估计精度；可剔除估计精度高的用户不进入后续迭代，提高效率。

技术领域

本发明涉及空天地海一体化信息网络技术领域，特别是涉及一种多用户自适应频偏消除方法、装置及低轨卫星通信系统。

背景技术

空天地海一体化信息网络，其核心是卫星通信网络。在星座网络中，卫星网络作为海陆空信息平台联合的枢纽，使信息平台由相对分散变为联合有机整体。低轨卫星系统成为地面移动通信系统的重要补充，弥补了地面移动通信系统自然地理故障和有限覆盖范围的劣势。同时，低轨卫星具有轨道低、时延短、组网灵活、覆盖广等独特优势，其可满足用户的任意时间、任意地点接入需求。

低轨卫星通信作为构建全球无缝网络的重要一环，需要具备数据高速率传输的能力。为了提升卫星系统的传输能力，正交频分复用(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)技术被建议在低轨卫星通信上使用。低轨卫星通信系统采用OFDM技术，不但可以有效提升卫星系统的频带资源利用效率，而且还有利于与地面5G融合，优势明显。

然而，低轨卫星相对于地面终端有非常高的运动速度，使得低轨卫星移动通信系统中存在的多普勒频移高达几万赫兹，而由多普勒频移引入的载波频偏严重破坏了自载波间的正交性。当低轨卫星系统中有多个用户进行通信时，由于频偏的影响，导致多个用户之间产生相互干扰，从而增大了卫星载荷对各个用户的检测难度。对于多用户频偏估计与补偿技术，现有的一些传统算法可在相邻用户间的频偏差值较小时性能较好，但算法复杂度较高，同时，未考虑频偏变化率导致用户信息估计精度低，时延较大。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种多用户自适应频偏消除方法、装置及低轨卫星通信系统。

为了实现本发明的上述目的，根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种多用户自适应频偏消除方法，对混合了K个用户信号的时域信号执行t次迭代处理，直到满足停止条件，获得各用户的消除干扰信号，所述t为正整数，所述K为大于等于2的正整数；第t次迭代处理包括：从混合了K个用户信号的时域信号中分离出各用户信号；对各用户信号进行频偏估计和补偿获得各用户的频偏补偿信号；利用各用户的载荷自适应控制参数对各用户的频偏补偿信号参与重构K个用户中其自身之外的剩余K-1个用户的干扰信号的权重进行设置，获取各用户的干扰信号；对于每个用户，将所述时域信号减去所述用户的干扰信号获得所述用户的估计信号；对于每个用户，将所述用户的频偏补偿信号与所述用户的估计信号的差值作为所述用户的控制误差，若所述用户的控制误差在预设的误差阈值范围内，将所述用户的估计信号作为所述用户的消除干扰信号并输出，在所述时域信号中除去所述用户的消除干扰信号，令K＝K-1，若所述用户的控制误差不在预设的误差阈值范围内，更新所述用户的载荷自适应控制参数。