СПОСОБ КВАЗИСИНХРОННОГО МНОЖЕСТВЕННОГО ДОСТУПА С КОДОВЫМ РАЗДЕЛЕНИЕМ НА ОСНОВАНИИ УСЛОВИЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ПО ТАКТОВОЙ ЧАСТОТЕ Российский патент 2023 года по МПК H04W56/00 

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Данная заявка основана на заявке на патент Китая № CN 2019106968235, поданной 30 июля 2019 г., полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки, и заявляет ее приоритет.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области техники беспроводной связи, в частности, к способу квазисинхронного множественного доступа с кодовым разделением на основании синхронизации по тактовой частоте посредством предоставления пилот-сигнала.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В режиме доступа CDMA (множественного доступа с кодовым разделением) разным пользователям распределяют разные адресные коды расширенного спектра для осуществления совместного использования ресурсов спутника. Пользователи CDMA занимают одинаковую частоту и осуществляют передачу в одно и то же время. Пользователи различаются ортогональностью кодов. По сравнению с FDMA (множественным доступом с частотным разделением) технология CDMA является относительно сложной и в основном используется в сети типа «звезда».

Технология CDMA была признана стандартами связи второго поколения (IS-95) и третьего поколения (CDMA2000) и стала одной из основных систем связи. В то же время, технология CDMA также широко используется в военных системах связи благодаря ее защите от помех, надежной защите конфиденциальности и низкой мощности передачи сигнала. По сравнению с FDMA и TDMA CDMA имеет преимущество, заключающееся в гибкой пропускной способности. Система связи, применяющая FDMA и TDMA (множественный доступ с временным разделением), может не удовлетворять потребности в информационном обмене других пользователей, если количество пользователей больше, чем количество частотных диапазонов и временных интервалов. Следовательно, TDMA и FDMA имеют ограничение, заключающееся в жесткой пропускной способности. В технологии CDMA может использоваться многопользовательское обнаружение для улучшения пользовательской пропускной способности.

Технология мультиплексирования с множественным доступом CDMA широко используется в спутниковой связи с предыдущим элементом. Во-первых, мощность передачи CDMA ниже, чем мощность TDMA и FDMA, так что он обеспечивает надежную защиту конфиденциальности. Во-вторых, как упомянуто выше, CDMA имеет преимущество, заключающееся в гибкой пропускной способности по сравнению с FDMA и TDMA, и может соответствовать потребности в информационном обмене большего количества пользователей за счет эффективной технологии многопользовательского обнаружения. В-третьих, CDMA может противодействовать узкополосным помехам. Наконец, CDMA может уменьшать значение EIRP обратной передачи и предотвращать помехи с соседними спутниками, в частности, удовлетворяя требования к связи системы спутниковой связи для «мобильной связи». Следовательно, будь то система беспроводной связи или система спутниковой связи, CDMA имеет перспективу широкого диапазона применений.

В DS-CDMA (множественный доступ с кодовым разделением прямой последовательности) символы каждого пользователя модулируются группой ортогональных форм сигналов. Каждому пользователю присваивают форму сигнала, ортогональную форме сигнала других пользователей. На фиг. 1 показана системная модель DS-CDMA. В общем, DS-CDMA представляет собой широкополосный сигнал с расширенным спектром, полученный путем умножения узкополосного сигнала, содержащего информацию, на высокоскоростной сигнал адресного кода. Приемный конец должен использовать тот же сигнал адресного кода, синхронизированный с передающим концом, для управления фазой несущей частоты преобразователя входной частоты для осуществления сжатия. DS-CDMA имеет преимущества, заключающиеся в предотвращении узкополосных помех, предотвращении замирания вследствие многолучевого распространения и надежной защите конфиденциальности. Другие преимущества DS-CDMA заключаются в следующем: множество пользователей могут совместно использовать частотные ресурсы без сложного распределения частот и управления ими; он имеет свойство «гибкой пропускной способности», то есть вследствие увеличения числа пользователей в пределах определенного лимита уменьшится только отношение сигнал-помеха без прерывания связи, что означает, что DS-CDMA не имеет абсолютного ограничения пропускной способности.

Однако вследствие строгой синхронизации традиционного CDMA его сложно применять непосредственно для геосинхронной спутниковой связи.

Цикл работы геосинхронного спутника равен периоду вращения планеты Земля. Если эксцентриситет и наклон орбиты равны нулю, это означает, что положение траектории подспутниковой точки остается неизменным. С любой точки на Земле спутник является неподвижным. Орбита называется геостационарной орбитой. В геосинхронной круговой орбите с ненулевым наклоном ее траектория подспутниковой точки имеет форму «8» и наивысшая широта широты с севера на юг, над которой пролетает спутник, равна наклону его орбиты. Если на работу спутника влияют возмущения, траектория подспутниковой точки будет иметь форму искривленной «8». Вследствие этого наземная станция должна отслеживать возвышение спутника в реальном времени и решать проблему неточной синхронизации.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

Для устранения недостатков известного уровня техники техническая проблема, подлежащая решению с помощью настоящего изобретения, заключается в предоставлении способа квазисинхронного множественного доступа с кодовым разделением на основании синхронизации по тактовой частоте посредством предоставления пилот-сигнала. Он может обеспечить работу CDMA в квазисинхронных условиях, так что он является подходящим для открытых радиоканалов с ретрансляционными узлами, таких как системы спутниковой связи, и открытых радиоканалов без ретрансляционных узлов.

Техническая схема настоящего изобретения является следующей.

Этот способ квазисинхронного множественного доступа с кодовым разделением на основании синхронизации по тактовой частоте посредством предоставления пилот-сигнала, включает:

применение режима передачи CDMA с расширенным спектром для совместного использования энергетических ресурсов для передачи сигналов на несколько передающих станций по открытым радиоканалам;

применение внешнего пилот-сигнала для обеспечения синхронизации по тактовой частоте для сигналов CDMA, переданных несколькими терминальными станциями по открытым радиоканалам, устранение разностей задержки распространения сигнала от нескольких терминальных станций на ретрансляционный узел или приемную станцию и обеспечение синхронизации по тактовой частоте и согласования по фазе многоканальных сигналов CDMA, принятых на ретрансляционный узел или приемную станцию, чтобы осуществить квазисинхронный прием многоканальных сигналов CDMA.

В настоящем изобретении применяют режим передачи CDMA с расширенным спектром для совместного использования энергетических ресурсов для передачи сигналов на несколько передающих станций по открытым радиоканалам; применяют внешний пилот-сигнал для обеспечения синхронизации по тактовой частоте для сигналов CDMA, переданных несколькими терминальными станциями по открытым радиоканалам, устраняют разности задержки распространения сигнала от нескольких терминальных станций на ретрансляционный узел или приемную станцию и обеспечивают синхронизацию по тактовой частоте и согласование по фазе многоканальных сигналов CDMA, принятых на ретрансляционный узел или приемную станцию, чтобы осуществить квазисинхронный прием многоканальных сигналов CDMA. Следовательно, это может обеспечить работу CDMA в квазисинхронных условиях, так что это является подходящим для открытых радиоканалов с ретрансляционными узлами, таких как системы спутниковой связи, и открытых радиоканалов без ретрансляционных узлов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1 представлена блок-схема, иллюстрирующая системную модель DS-CDMA.

На фиг. 2 представлена блок-схема, иллюстрирующая траекторию подспутниковой точки спутника, не являющегося геосинхронным.

На фиг. 3 представлена структурная схема способа запроса пилот-сигнала.

На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая структуру кадра пилот-сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Этот способ квазисинхронного множественного доступа с кодовым разделением на основании синхронизации по тактовой частоте посредством предоставления пилот-сигнала, включает:

применение режима передачи CDMA с расширенным спектром для совместного использования энергетических ресурсов для передачи сигналов на несколько передающих станций по открытым радиоканалам;

применение внешнего пилот-сигнала для обеспечения синхронизации по тактовой частоте для сигналов CDMA, переданных несколькими терминальными станциями по открытым радиоканалам, устранение разностей задержки распространения сигнала от нескольких терминальных станций на ретрансляционный узел или приемную станцию и обеспечение синхронизации по тактовой частоте и согласования по фазе многоканальных сигналов CDMA, принятых на ретрансляционный узел или приемную станцию, чтобы осуществить квазисинхронный прием многоканальных сигналов CDMA, то есть квазисинхронный множественный доступ с кодовым разделением.

В настоящем изобретении применяют режим передачи CDMA с расширенным спектром для совместного использования энергетических ресурсов для передачи сигналов на несколько передающих станций по открытым радиоканалам; применяют внешний пилот-сигнал для обеспечения синхронизации по тактовой частоте для сигналов CDMA, переданных несколькими терминальными станциями по открытым радиоканалам, устраняют разности задержки распространения сигнала от нескольких терминальных станций на ретрансляционный узел или приемную станцию и обеспечивают синхронизацию по тактовой частоте и согласование по фазе многоканальных сигналов CDMA, принятых на ретрансляционный узел или приемную станцию, чтобы осуществить квазисинхронный прием многоканальных сигналов CDMA. Следовательно, это может обеспечить работу CDMA в квазисинхронных условиях, так что это является подходящим для геосинхронной спутниковой связи.

Предпочтительно внешний пилот-сигнал содержит стабильный и непрерывный поток информации о синхронизации по тактовой частоте и непрерывный поток опорной тактовой информации. Прием внешнего пилот-сигнала обеспечивает осуществление в системе несколькими терминальными станциями квазисинхронизации по тактовой частоте на основании внешнего генератора тактовых импульсов и установку привязки по времени.

Кроме того, ретрансляционный узел самостоятельно передает и самостоятельно принимает пробный кадр на каждую терминальную станцию, если в открытых радиоканалах присутствует ретрансляционный узел и известно положение или траектория ретрансляционного узла; измеряют абсолютное расстояние между терминальной станцией и ретрансляционным узлом; выполняют фазовую компенсацию для разности расстояний нескольких терминальных станций, передающих сигналы CDMA, относительно ретрансляционного узла для осуществления переданными многоканальными сигналами CDMA согласования по фазе при достижении ретрансляционного узла; осуществляют согласование по тактовой частоте и по фазе на основании внешнего пилот-сигнала посредством объединения с квазисинхронизацией по тактовой частоте на основании внешнего пилот-сигнала, чтобы обеспечить квазисинхронное объединение многоканальных сигналов CDMA на ретрансляционном узле и осуществить квазисинхронный прием на приемную терминальную станцию.

Альтернативно передают тестовый кадр на принимающую терминальную станцию соответствующим образом с нескольких передающих терминальных станций на основании осуществления квазисинхронизации по тактовой частоте внешним пилот-сигналом, принимают реакцию на тест, предоставленную принимающей терминальной станцией, и измеряют расстояние между каждой передающей терминальной станцией и принимающей терминальной станцией, если в открытых радиоканалах отсутствует ретрансляционный узел, и несколько терминальных станций передают сигналы CDMA на одну и ту же терминальную станцию; выполняют фазовую компенсацию для разности расстояний нескольких терминальных станций, передающих сигналы CDMA, относительно соответствующих принимающих терминальных станций для осуществления переданными многоканальными сигналами CDMA согласования по фазе при достижении принимающих терминальных станций; и осуществляют согласование по тактовой частоте и по фазе на основании внешнего пилот-сигнала посредством объединения с квазисинхронизацией по тактовой частоте на основании внешнего пилот-сигнала, чтобы обеспечить квазисинхронное объединение многоканальных сигналов CDMA на принимающих терминальных станциях.

Предпочтительно сохраняют синхронизацию по тактовой частоте посредством приема без перерывов или с перерывами внешнего пилот-сигнала после осуществления квазисинхронизации по тактовой частоте на основании внешнего пилот-сигнала; периодически передают пробный кадр на ретрансляционный узел или принимающую терминальную станцию с передающей терминальной станции вследствие изменения расстояния от передающей терминальной станции до ретрансляционного узла или принимающей терминальной станции, накопленного со временем; повторно измеряют расстояние и повторно устанавливают фазу для осуществления согласования по фазе. Выполнение квазисинхронного CDMA зависит от точности согласования по фазе и синхронизации по тактовой частоте, которые соответствуют изменению относительного положения между передающей терминальной станцией и ретрансляционным узлом или принимающей терминальной станцией в течение цикла определения дальности.

Кроме того, для обеспечения выполнения квазисинхронного приема в CDMA точность согласования по фазе составляет менее 1/4 от ширины чипа расширенного спектра.

Кроме того, система глобального позиционирования (GPS) и спутниковая навигационная система «Бэйдоу» (BeiDou) представляют собой источники внешнего пилот-сигнала, используемые для поддержки квазисинхронного приема CDMA. Система GPS/BeiDou может обеспечить точную синхронизацию по тактовой частоте для терминальных станций и предоставить информацию о географическом местоположении каждой терминальной станции. Если в канале отсутствует ретрансляционный узел, расстояния между передающими терминальными станциями и принимающими терминальными станциями нескольких сигналов CDMA определяют непосредственным измерением и разности расстояний компенсируют на передающих концах для осуществления квазисинхронного приема нескольких сигналов CDMA принимающей терминальной станцией. Если в канале присутствует ретрансляционный узел, после того, как узнают информацию о местоположении или траектории ретрансляционного узла, измеряют расстояние между передающей терминальной станцией и ретрансляционным узлом, компенсируют разницу расстояний между передающим концом многоканального CDMA и ретрансляционным узлом, осуществляют квазисинхронное объединение многоканальных сигналов CDMA на ретрансляционном узле и дополнительно осуществляют квазисинхронный прием многоканальных сигналов CDMA на принимающем конце. Эффект согласования по фазе сигнала CDMA зависит от точности тактовой частоты и точности позиционирования сигнала GPS/BeiDou.

Кроме того, как показано на фиг. 3, опорную тактовую частоту получают посредством пилот-сигнала; при этом пилот-сигнал:

выбирает терминальную станцию в качестве опоры в открытых радиоканалах и передает пилот-сигнал; занимает все или некоторые частотные диапазоны открытых радиоканалов для передачи пилот-сигнала; при этом все или некоторые частотные диапазоны открытых радиоканалов, занятые пилот-сигналами, представляют собой диапазоны пилот-сигналов и отношение мощности пилот-сигналов к общей мощности частотных диапазонов пилот-сигналов составляет 0,1‰~5%; распространяет посредством кода расширенного спектра и накладывается на сигнал связи в частотных диапазонах пилот-сигналов в режиме сигнала с низкой мощностью спектра, подобном шуму при передаче пилот-сигнала; при этом влияние на отношение принимаемый сигнал-шум для сигнала принимающего конца меньше, чем влияние на локальный тепловой шум принимающего конца;

при этом пилот-сигнал обеспечивает контрольную частоту, несущее колебание и синхронизацию по тактовой частоте, стандартную тактовую информацию и указательную информацию для построения сети и взаимной связи терминальных станций нескольких типов по каналам.

Кроме того, как показано на фиг. 4, пилот-сигнал содержит заголовок кадра, номер кадра и массив данных с указательной информацией;

причем заголовок кадра содержит синхронизирующий заголовок и контрольную частоту; при этом синхронизирующий заголовок выполнен с возможностью расчета по времени кадра пилот-сигнала и восстановления несущего колебания, а контрольная частота выполнена с возможностью устранения сдвига по частоте кадра пилот-сигнала;

номер кадра выполнен с возможностью идентификации циклической последовательности кадра пилот-сигнала;

массив данных с указательной информацией выполнен с возможностью содержания указательной информации для указания канала, состояния сети и информации управления;

при этом демодулируют и принимают пилот-сигнал, извлекают носитель и информацию о тактовой частоте в каждой терминальной станции; опорную тактовую частоту получают посредством длительности фиксированного кадра сигнала и идентификационного номера кадра в кадре сигнала; идентифицируют опорную станцию, передающую информацию о пилотном сигнале в соответствии с указательной информацией в пилот-сигнале, и осуществляют прием другой указательной информации.

Предпочтительно синхронизация находится в диапазоне 1/2~1/32 временного интервала. При этом эффект 1/32 временного интервала является наиболее оптимальным, что может обеспечить осуществление CDMA в состоянии, близком к синхронному.

В частности, для сигнала, переданного передающей станцией, длина каждого кадра является фиксированной, скорость потока информации каждого кадра является фиксированной, таким образом отрезок времени, представленный каждым кадром, также является фиксированным. Следовательно, приемная станция может определять временной интервал посредством интервала между кадрами сигнала, переданного передающей терминальной станцией. Интервал между кадрами сигнала принимают в качестве основного элемента тактовой частоты, и калибровку по времени осуществляют посредством разности по времени между кадрами с разными номерами кадра. Если подсчет временного интервала между передним и задним кадром не равен длительности кадров сигнала, тактовую частоту приемной станции необходимо отрегулировать.

Наземная приемная станция непрерывно принимает пилот-сигнал и может распознавать каждый кадр в принятом пилот-сигнале в соответствии со структурой кадра. Что касается пилот-сигнала, длина каждого кадра является фиксированной, скорость потока информации каждого кадра является фиксированной, таким образом время, представленное каждым кадром, также является фиксированным. Следовательно, наземная приемная станция может определять временной интервал посредством интервала между кадрами пилот-сигнала. Интервал между кадрами сигнала (т. е. длительность кадра сигнала) принимают в качестве основного элемента тактовой частоты, и калибровку по времени осуществляют посредством разности по времени между кадрами с разными номерами кадра. Если подсчет временного интервала между передним и задним кадром не равен длительности кадров пилот-сигнала, тактовую частоту наземной приемной станции необходимо отрегулировать.

Кроме того, длительность кадра сигнала находится в диапазоне 50 мс~250 мс. Когда длительность кадра сигнала представляет собой целое, кратное 50 мс, такое как 50 мс, 100 мс, 150 мс, 200 мс и 250 мс, она является оптимальной как основной элемент тактовой частоты и калибровки.

Когда передающий конец пилот-сигнала представляет собой спутник,

пилот-сигнал накладывают на каждое несущее колебание сигнала данных спутника и транслируют посредством спутника; осуществляют связь с расширенным спектром для пилот-сигнала посредством кода расширенного спектра, и при этом мощность составляет 1‰~1% от мощности приемопередатчика спутника связи;

отслеживают спутниковый пилот-сигнал и осуществляют синхронизацию по тактовой частоте между пользовательской приемной станцией и тактовой частотой спутника посредством приема пилот-сигнала на пользовательской приемной станции в сети.

Когда передающий конец пилот-сигнала представляет собой станцию центра управления среди наземных станций,

пилот-сигнал накладывают на каждое несущее колебание сигнала данных наземной станции в качестве сигнала передающего конца;

при этом демодулируют и принимают пилот-сигнал на наземную станцию в качестве сигнала принимающего конца, извлекают информацию о несущем колебании и идентифицируют наземную станцию в качестве передающего конца сигнала;

осуществляют связь с расширенным спектром для пилот-сигнала посредством кода расширенного спектра, и при этом мощность составляет 0,1‰~5% от мощности приемопередатчика спутника связи.

В частности, пилот-сигнал содержит: заголовок кадра, номер кадра и массив данных с указательной информацией. На фиг. 4 представлена блок-схема, иллюстрирующая структуру кадра пилот-сигнала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Кроме того, заголовок кадра выполнен с возможностью расчета по времени кадра пилот-сигнала и восстановления несущего колебания, длина которого находится в диапазоне от 16~128 бит. Часть с пилот-сигналом представляет собой часть со всеми 0 и ее длина составляет более 60 бит. Она выполнена с возможностью устранения сдвига по частоте кадра пилот-сигнала. Длина поля номера кадра составляет более 8 бит, причем оно выполнено с возможностью измерения абсолютного расстояния наземной станции. Массив данных содержит информацию управления сетью и выполнен с возможностью управления информацией спутниковой сети и ее сохранения на других станциях в сети. Длина находится в диапазоне 256~1008 бит.

Кроме того, код OVSF (ортогональный переменный коэффициент расширения. Код OVSF в основном сконфигурирован для ортогонального расширенного спектра. Длина используемого кода OVSF зависит от скорости служебного канала) выполнен с возможностью различения канала и скорости расширения. Причина, по которой используют код OVSF, заключается в том, что он имеет ортогональность и переменную длину.

Кроме того, последовательность расширенного спектра использует код OVSF. Это обеспечивает поддержку для переменных скоростей.

Кроме того, пилот-сигнал модулируют круговым методом посредством двоичной фазовой манипуляции и непрерывно передают; каждая пользовательская станция оснащена приемником пилот-сигнала. Приемник пилот-сигнала сжимает пилот-сигнал и затем непосредственно принимает его для получения кадра сигнала пилот-сигнала. Бит информации определяют посредством заголовка кадра, и пилот-сигнал непрерывно принимают для осуществления квазисинхронизации по тактовой частоте. Поскольку длина кадра и время обработки геометрических данных (GDP) являются фиксированными, квазисинхронизация по тактовой частоте может быть осуществлена посредством непрерывного приема GDP.

При этом для большого сигнала (сигнал, мощность которого больше половины мощности всего приемопередатчика, считается большим сигналом) прием осуществляют посредством переупорядочивания заголовка кадра TDMA, большой сигнал устраняют с получением смешанного сигнала малых сигналов (сигнал, мощность которого менее 10% от мощности всего приемопередатчика, считают малым сигналом) и затем ортогональный код OVSF конфигурируют для сжатия смешанного сигнала малых сигналов для осуществления приема.

При этом для среднего сигнала (сигнал, мощность которого составляет 10%~50% от мощности всего ретранслятора, считают средним сигналом) вследствие ортогональности кода OVSF соответствующий код расширенного спектра может быть сконфигурирован непосредственно для осуществления приема со сжатием для получения целевого сигнала.

Предпочтительно длительность кадра сигнала находится в диапазоне 50 мс~250 мс.

Когда длительность кадра сигнала представляет собой целое, кратное 50 мс, такое как 50 мс, 100 мс, 150 мс, 200 мс и 250 мс, она является оптимальной как основной элемент тактовой частоты и калибровки.

Предпочтительно изменение абсолютного расстояния между спутником и наземной станцией получают по разности фаз между передающим концом и принимающим концом.

В процессе, при котором станция центра управления непрерывно передает пилот-сигнал, стационарный спутник продолжает перемещение вокруг Земли, описывая траекторию в виде «8» относительно подспутниковой точки. Следовательно, расстояние между спутником и станцией центра управления непрерывно изменяется, что приводит к непрерывному изменению задержки распространения пилот-сигнала. Однако перемещение спутника демонстрирует определенную закономерность с изменением от дальнего положения к ближнему и затем от ближнего к дальнему. Следовательно, изменение задержки распространения также демонстрирует определенную закономерность.

Для станции центра управления посредством самостоятельного приема пилот-сигнала изменение задержки распространения линии связи, передаваемой на спутник, соответствует изменению задержки распространения линии связи, принимаемой из сигнала спутника. Следовательно, задержка по фазе между принимающим концом и передающим концом пилот-сигнала эквивалентна удвоенному изменению задержки прохождения от спутника до земли. Следовательно, когда приемник связи с расширенным спектром обнаруживает, что максимальный пик корреляции перемещается в определенном направлении, задержку по фазе можно получить во время отслеживания максимального пика корреляции. Половина задержки по фазе представляет собой задержку распространения. Изменение абсолютного расстояния между спутником и опорной станцией может быть получено умножением задержки распространения на скорость света.

Предпочтительно определение координат спутника осуществляют посредством изменения приблизительного абсолютного расстояния между наземными станциями системы спутниковой связи на точное абсолютное расстояние между наземными станциями системы спутниковой связи.

Посредством пилот-сигнала абсолютное время передачи станцией центра управления кадра с конкретным номером кадра и принятия кадра с конкретным номером кадра может быть использовано для предоставления разности с получением абсолютной задержки распространения между наземными станциями системы спутниковой связи, которая может быть умножена на скорость света для получения значения абсолютного расстояния спутник-земля. Однако, поскольку задержка распространения спутниковой связи составляет приблизительно 280 мс, выборка абсолютного расстояния в этот период времени меньше и невозможно осуществить очень точное определение координат спутника.

Однако абсолютное расстояние может быть дополнено посредством добавления изменения абсолютного расстояния, измеренного при перемещении максимального пика корреляции приемника связи с расширенным спектром, поскольку количество выборок в этот период времени является очень большим. Между двумя абсолютными расстояниями абсолютное расстояние в промежуточный период времени может быть предсказано посредством значения изменения абсолютного расстояния для осуществления высокоточного определения координат спутника.

Предпочтительно пилот-сигнал модулируют круговым методом посредством двоичной фазовой манипуляции и непрерывно передают. Таким образом, все наземные станции в сети могут принимать пилот-сигнал.

Приведенное выше содержание представляет собой только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения и никоим образом не ограничивает настоящее изобретение. Любые усовершенствования, дополнения и альтернативные изменения, внесенные в вышеупомянутые варианты осуществления в соответствии с технической сущностью настоящего изобретения, находятся в пределах заявляемого объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к технике связи и может использоваться в системах спутниковой связи. Технический результат состоит в обеспечении работы CDMA в квазисинхронных условиях в каналах с ретрансляционным узлом и без ретрансляционного узла. Для этого на основании условий синхронизации по тактовой частоте при открытом радиоканале множество передающих станций совместно используют энергетические ресурсы для передачи сигналов посредством режима передачи CDMA с расширенным спектром; с помощью внешнего направляющего сигнала обеспечивается синхронизация по тактовой частоте для сигналов CDMA, передаваемых множеством терминальных станций в открытом радиоканале и устраняется разница между задержками распространения сигнала от множества терминальных станций на ретрансляционный узел или приемную станцию, так что множество сигналов CDMA, принимаемых ретрансляционным узлом или приемной станцией, синхронизированы по тактовой частоте и согласованы по фазе, обеспечивая квазисинхронный прием множества сигналов CDMA. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ квазисинхронного множественного доступа с кодовым разделением на основании синхронизации по тактовой частоте посредством предоставления пилот-сигнала, включающий:

применение режима передачи CDMA с расширенным спектром для совместного использования энергетических ресурсов для передачи сигналов на несколько передающих станций по открытым радиоканалам;

применение внешнего пилот-сигнала для обеспечения синхронизации по тактовой частоте для сигналов CDMA, переданных несколькими терминальными станциями по открытым радиоканалам;

устранение разностей задержки распространения сигнала от нескольких терминальных станций на ретрансляционный узел или приемную станцию; и

обеспечение синхронизации по тактовой частоте и согласования по фазе многоканальных сигналов CDMA, принятых на ретрансляционный узел или приемную станцию, чтобы осуществить квазисинхронный прием многоканальных сигналов CDMA,

при этом внешний пилот-сигнал содержит стабильный и непрерывный поток информации о синхронизации по тактовой частоте и непрерывный поток опорной тактовой информации; при этом принимают внешний пилот-сигнал для обеспечения осуществления в системе несколькими терминальными станциями квазисинхронизации по тактовой частоте на основании внешнего генератора тактовых импульсов и установки привязки по времени.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ретрансляционный узел самостоятельно передает и самостоятельно принимает пробный кадр на каждую терминальную станцию, если в открытых радиоканалах присутствует ретрансляционный узел и известно положение или траектория ретрансляционного узла;

измеряют абсолютное расстояние между терминальной станцией и ретрансляционным узлом;

выполняют фазовую компенсацию для разности расстояний нескольких терминальных станций, передающих сигналы CDMA, относительно ретрансляционного узла для осуществления переданными многоканальными сигналами CDMA согласования по фазе при достижении ретрансляционного узла; и осуществляют согласование по тактовой частоте и по фазе на основании внешнего пилот-сигнала посредством объединения с квазисинхронизацией по тактовой частоте на основании внешнего пилот-сигнала, чтобы обеспечить квазисинхронное объединение многоканальных сигналов CDMA на ретрансляционном узле и осуществить квазисинхронный прием на приемную терминальную станцию.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что передают тестовый кадр на принимающую терминальную станцию соответствующим образом с нескольких передающих терминальных станций на основании осуществления квазисинхронизации по тактовой частоте внешним пилот-сигналом;

принимают реакцию на тест, предоставленный принимающей терминальной станцией;

измеряют расстояние между каждой передающей терминальной станцией и принимающей терминальной станцией, если в открытых радиоканалах отсутствует ретрансляционный узел, и несколько терминальных станций передают сигналы CDMA на одну и ту же терминальную станцию; выполняют фазовую компенсацию для разности расстояний нескольких терминальных станций, передающих сигналы CDMA, относительно соответствующих принимающих терминальных станций для осуществления переданными многоканальными сигналами CDMA согласования по фазе при достижении принимающих терминальных станций; и

осуществляют согласование по тактовой частоте и по фазе на основании внешнего пилот-сигнала посредством объединения с квазисинхронизацией по тактовой частоте на основании внешнего пилот-сигнала, чтобы обеспечить квазисинхронное объединение многоканальных сигналов CDMA на принимающих терминальных станциях.

4. Способ по любому из пп. 1–3, отличающийся тем, что сохраняют синхронизацию по тактовой частоте посредством приема без перерывов или с перерывами внешнего пилот-сигнала после осуществления квазисинхронизации по тактовой частоте на основании внешнего пилот-сигнала;

периодически передают пробный кадр на ретрансляционный узел или принимающую терминальную станцию с передающей терминальной станции вследствие изменения расстояния от передающей терминальной станции до ретрансляционного узла или принимающей терминальной станции, накопленного со временем; и

повторно измеряют расстояние и повторно устанавливают фазу для осуществления согласования по фазе.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что точность согласования по фазе составляет менее 1/4 от ширины чипа расширенного спектра для обеспечения эффективности квазисинхронного приема в CDMA.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что система глобального позиционирования и спутниковая навигационная система «Бэйдоу» представляют собой источники внешнего пилот-сигнала, используемые для поддержки квазисинхронного приема CDMA;

при этом система GPS/BeiDou обеспечивает точную синхронизацию по тактовой частоте для терминальных станций и предоставляет информацию о географическом местоположении каждой терминальной станции;

определяют прямым измерением расстояния между передающими терминальными станциями и принимающими терминальными станциями нескольких сигналов CDMA, если в канале отсутствует ретрансляционный узел, и компенсируют разности расстояний на передающих концах для осуществления квазисинхронного приема нескольких сигналов CDMA принимающей терминальной станцией; и

измеряют расстояние между передающей терминальной станцией и ретрансляционным узлом после того, как узнают информацию о местоположении или траектории ретрансляционного узла, если в канале присутствует ретрансляционный узел, и компенсируют разницу расстояний между передающим концом многоканального CDMA и ретрансляционным узлом, чтобы осуществить квазисинхронное объединение многоканальных сигналов CDMA на ретрансляционном узле и дополнительно осуществляют квазисинхронный прием многоканальных сигналов CDMA на принимающем конце.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что опорную тактовую частоту получают посредством пилот-сигнала; для пилот-сигнала:

выбирается терминальная станция в качестве опоры в открытых радиоканалах и передается пилот-сигнал; занимаются все или некоторые частотные диапазоны открытых радиоканалов для передачи пилот-сигнала; при этом все или некоторые частотные диапазоны открытых радиоканалов, занятые пилот-сигналами, представляют собой диапазоны пилот-сигналов, и отношение мощности пилот-сигналов к общей мощности частотных диапазонов пилот-сигналов составляет 0,1‰~5%; распространяется посредством кода расширенного спектра и накладывается на сигнал связи в частотных диапазонах пилот-сигналов в режиме сигнала с низкой мощностью спектра, подобном шуму при передаче пилот-сигнала; при этом влияние на отношение принимаемый сигнал-шум для сигнала принимающего конца меньше, чем влияние на локальный тепловой шум принимающего конца;

при этом пилот-сигнал предоставляет контрольную частоту, несущее колебание и синхронизацию по тактовой частоте, стандартную тактовую информацию и указательную информацию для построения сети и взаимной связи терминальных станций нескольких типов по каналам.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что пилот-сигнал содержит заголовок кадра, номер кадра и массив данных с указательной информацией;

причем заголовок кадра содержит синхронизирующий заголовок и контрольную частоту; при этом синхронизирующий заголовок выполнен с возможностью расчета по времени кадра пилот-сигнала и восстановления несущего колебания, а контрольная частота выполнена с возможностью устранения сдвига по частоте кадра пилот-сигнала;

номер кадра выполнен с возможностью идентификации циклической последовательности кадра пилот-сигнала;

массив данных с указательной информацией выполнен с возможностью содержания указательной информации для указания канала, состояния сети и информации управления;

при этом демодулируют и принимают пилот-сигнал, извлекают носитель и информацию о тактовой частоте в каждой терминальной станции;

опорную тактовую частоту получают посредством длительности фиксированного кадра сигнала и идентификационного номера кадра в кадре сигнала; идентифицируют опорную станцию, передающую информацию о пилотном сигнале в соответствии с указательной информацией в пилот-сигнале, и осуществляют прием другой указательной информации.