基于卫星通信的多普勒频偏补偿方法以及系统与流程

本申请涉及卫星，特别是涉及一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿方法以及系统。

背景技术：

1、随着通信需求的发展，为了满足无基站覆盖的偏远地区的高速数据传输，在未来移动通信中，通过低轨卫星实现对于偏远地区的通信覆盖成为了一个重要课题。

2、公开号为cn110798422a，发明名称为一种低轨卫星多载波通信系统下行链路采样频偏估计与补偿方法，属于无线通信领域。这里的下行链路指由信关站发射，经卫星转发，由用户终端接收的传输链路。具体方法为：信关站基于星历对下行公共多普勒采样频偏进行估计，并使用下行公共多普勒采样频偏估计值，通过改变采样晶振的采样频率或使用重采样数字滤波器，对下行发射信号进行预补偿；用户终端利用下行同步信号，使用分段相关算法估计下行残余采样频偏，并使用下行残余采样频偏估计值在频域对下行接收信号进行补偿。本发明方法可在用户终端无星历，仅信关站有星历的情况下，以较低复杂度，较高精度补偿下行链路采样频偏，满足低轨卫星大采样频偏下多载波通信的解调要求。

3、但是上述现有技术利用信关站和用户终端进行两次频偏补偿，如果残余多普勒频偏信息过大，在5g这种使用窄带子载波的情况下，容易导致用户终端难以通过导频信号计算出准确的残余多普勒频偏信息，进而不能根据残余多普勒频偏信息实现准确地频偏补偿。

4、公开号为cn114189415a，发明名称为频率偏移补偿方法、装置、中低轨道卫星及地面终端，其中所述方法包括：获取至少一个时刻的卫星相对于地面终端的多普勒频移的频率补偿值，各个时刻的所述频率补偿值与相应时刻所述卫星与所述地面终端之间的相对速度或相对位置相关；根据至少一个时刻的所述频率补偿值对相应时刻的发送信号进行频率偏移补偿。

5、针对上述的现有技术中存在的频偏补偿准确性低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供了一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿方法，以至少解决现有技术中存在的频偏补偿准确性低的技术问题。

2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿方法，包括：信关站根据卫星的星历，计算与待发送的第一通信信号相关的多普勒频偏信息，并且利用多普勒频偏信息对第一通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第二通信信号发送至卫星；卫星根据第一残余多普勒频偏信息，对第二通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第三通信信号发送至用户终端，其中第一残余多普勒频偏信息为卫星在上一周期从用户终端接收的；以及用户终端根据第三通信信号中的导频信号，计算第三通信信号的第二残余多普勒频偏信息，并根据第二残余多普勒频偏信息对第三通信信号进行补偿，得到第四通信信号。

3、根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿系统，包括：信关站、卫星以及用户终端，信关站配置用于执行以下操作：根据卫星的星历，计算与待发送的第一通信信号相关的多普勒频偏信息，并且利用多普勒频偏信息对第一通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第二通信信号发送至卫星，并且卫星配置用于执行以下操作：根据第一残余多普勒频偏信息，对第二通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第三通信信号发送至用户终端，其中第一残余多普勒频偏信息为卫星在上一周期从用户终端接收的，并且用户终端配置用于执行以下操作：根据第三通信信号中的导频信号，计算第三通信信号的第二残余多普勒频偏信息，并根据第二残余多普勒频偏信息对第三通信信号进行补偿，得到第四通信信号。

4、根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种综合电子系统，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，处理器执行计算机程序以实现以上方法的步骤。

5、根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现以上方法的步骤。

6、根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现以上方法的步骤。

7、根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿装置，包括：第一补偿模块，用于信关站根据卫星的星历，计算与待发送的第一通信信号相关的多普勒频偏信息，并且利用多普勒频偏信息对第一通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第二通信信号发送至卫星；第二补偿模块，用于卫星根据第一残余多普勒频偏信息，对第二通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第三通信信号发送至用户终端，其中第一残余多普勒频偏信息为卫星在上一周期从用户终端接收的；以及第三补偿模块，用于用户终端根据第三通信信号中的导频信号，计算第三通信信号的第二残余多普勒频偏信息，并根据第二残余多普勒频偏信息对第三通信信号进行补偿，得到第四通信信号。

8、根据本申请实施例的另一个方面，还提供了一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿装置，包括：处理器；以及存储器，与处理器连接，用于为处理器提供处理以下处理步骤的指令：信关站根据卫星的星历，计算与待发送的第一通信信号相关的多普勒频偏信息，并且利用多普勒频偏信息对第一通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第二通信信号发送至卫星；卫星根据第一残余多普勒频偏信息，对第二通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第三通信信号发送至用户终端，其中第一残余多普勒频偏信息为卫星在上一周期从用户终端接收的；以及用户终端根据第三通信信号中的导频信号，计算第三通信信号的第二残余多普勒频偏信息，并根据第二残余多普勒频偏信息对第三通信信号进行补偿，得到第四通信信号。

9、在本申请实施例中，信关站根据多普勒片频偏信息对第一通信信号进行频偏补偿，将得到的第二通信信号发送至卫星。之后卫星根据第一残余多普勒频偏信息再次对第二通信信号进行频偏补偿，并将得到的第三通信信号发送给用户终端。之后用户终端根据第二残余多普勒频偏信息再次对第三通信信号进行频偏补偿，从而得到第四通信信号。

10、从而本技术方案通过多次对通信信号进行频偏补偿，更加有利于消除通信信号在传输过程中产生的失真。并且与现有技术中卫星仅仅做通信信号的转发相比，本技术方案中的卫星利用上一周期用户终端发送的第一残余多普勒频偏信息，对信关站发送的第二通信信号进行频偏补偿。在残余频偏过大的情况下，本技术方案通过卫星将频偏补偿后得到的信号质量较高的第三通信信号发送给用户终端，从而用户终端可以根据第三通信信号的导频信号计算出准确的第二残余多普勒频偏信号，从而根据第二残余多普勒频偏信息对第三通信信号进行准确地频偏补偿。进而本技术方案解决了现有技术中存在的频偏补偿准确性低的技术问题。

技术特征：

1.一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，信关站根据卫星的星历，计算与待发送的第一通信信号相关的多普勒频偏信息的操作，包括：通过以下公式计算所述多普勒频偏信息：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星根据第一残余多普勒频偏信息，对所述第二通信信号进行频偏补偿的操作，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述卫星通过pid控制模块对所述第一残余多普勒频偏信息进行处理，生成频偏补偿信息的操作，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述卫星通过所述pid控制模块根据所述第一残余多普勒频偏信息生成pid参数的操作，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述卫星通过所述pid控制模块根据所述pid参数和所述第一残余多普勒频偏信息生成所述频偏补偿信息的操作，包括：

7.一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿系统，包括：信关站、卫星以及用户终端，其特征在于，

8.一种综合电子系统，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1所述方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述方法的步骤。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述方法的步骤。

技术总结本申请公开了一种基于卫星通信的多普勒频偏补偿方法以及系统。涉及卫星技术领域。其中，该方法包括：信关站根据卫星的星历，计算与待发送的第一通信信号相关的多普勒频偏信息，并且利用多普勒频偏信息对第一通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第二通信信号发送至卫星；卫星根据第一残余多普勒频偏信息，对第二通信信号进行频偏补偿，将补偿后得到的第三通信信号发送至用户终端；以及用户终端根据第三通信信号中的导频信号，计算第三通信信号的第二残余多普勒频偏信息，并根据第二残余多普勒频偏信息对第三通信信号进行补偿，得到第四通信信号。解决了现有技术中存在的频偏补偿准确性低的技术问题。技术研发人员：徐鸣,王鹏,朱正贤,王家齐,李岚,朱志伟,张宏斌受保护的技术使用者：银河航天（北京）网络技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20