Page 37 - 网络电信2018年9月刊下

解 决 方 案

GEO卫星移动通信系统的多信关站同步技术

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肖娜 ，王力男 ，张庆业 ，赵建华 2
1．中国电子科技集团公司第五十四研究所;
2．河北省武安市水利局
摘要:对目前国外较为成熟的GEO卫星移动通信系
统的多信关站同步技术进行了分析，并针对采用FDMA/
TDMA体制的天通一号卫星移动通信系统，提出了基于
主从方式的多信关站时频同步方案，使各从信关站同
步到主信关站的时间基准上，同时各信关站
根据卫星信标信号、环回的信关站帧参考
(GFR)信号计算出卫星本振信号漂移和
卫星多普勒漂移两个重要参数，获
得对频偏的修正值，从而在不需
要卫星发射载荷同步信号的情况
下实现了多信关站在馈电链路上
的同步。最后，采用地面模拟
设备对星进行了无线试验验证，
试验结果表明，该方法满足信
关站的同步精度要求。
关键词:卫星移动通信;
GEO;信关站;时频同步;
FDMA/TDMA

引言 对TDMA体制的卫星移动通信系统而言，其物理信道是频
卫星移动通信系统作为地面移动通信系统的必要补充已成 率和时间的组合，是定义在某个频率的一段突发信号。在理想
为未来个人移动通信发展的重要方向，而采用大型可展开天线 情况下，TDMA系统的信道是互不重叠的，用户根据业务类型可
的GEO多波束卫星移动通信系统因其系统建设简单等优势得到了 占据一个或多个信道。但在系统实际运行中，卫星和用户运动
[1]
广泛应用 ，典型系统有亚洲蜂窝卫星系统(ACeS)、瑟拉亚卫 [9] 、设备晶体稳定度受限会带来多普勒频移和频率漂移，各地
星系统(Thuraya)和天通一号卫星移动通信系统等，其多采用 面设备与卫星距离差异以及卫星漂移会造成时延抖动 [10] ，在没
[2]
FDMA/TDMA技术体制 ，支持卫星/地面双模手机，并在地面段 有同步控制机制的情况下，TDMA系统实际信道会在时间和频率
部署多个信关站来管理整个卫星通信网络，向用户提供话音、 上发生重叠，如图1所示。
短信、数据等各类通信业务，实现系统和其他网络(如PSTN和 图1 TDMA系统物理信道示意图
PLMN)的互联互通 [3-4] 。
对一个多波束、多载波的TDMA卫星通信系统来说，良好的
系统同步是其可靠工作的前提 [5-8] ，尤其在多个信关站同时运行
的情况下，保证多信关站之间的同步工作至关重要，即要求多
个信关站的发送信号在卫星接收天线处严格保持彼此时间的对
[8]
应关系，且载波频率严格符合标称值 。本文对典型GEO卫星移
动通信系统的信关站同步方案进行了研究，并针对我国天通一
号卫星移动通信系统不发送载荷帧同步序列这一特殊情况，提
出了一种具有可行性的基于主从方式的信关站同步方案，给出
了频偏补偿和定时校正算法。
卫星移动通信系统的时差、频差在馈电链路和用户链路上
一、信关站同步的基本概念 普遍存在，但由于2种链路的工作频段和工作方式均不相同，因

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