抗干扰卫星通信系统定时同步技术研究

发布时间：2020-08-27 22:59

【摘要】：卫星通信是保障军队大范围、远距离机动作战指挥信息传输的重要手段。随着卫星通信系统在信息化战争中的地位不断提高,其面临的干扰种类也越来越多、越来越复杂,受保护的抗干扰卫星通信系统已经成为卫星通信的一个重要发展方向。受保护的通信系统利用各种抗干扰和安全性增强手段,来避免或减小由敌人或环境带来的通信信号质量下降、中断及入侵等现象。现代抗干扰卫星通信系统多采用高速跳频的信道抗干扰体制,结合星上处理、星上多波束交换路由等技术实现受保护的卫星通信。定时同步技术是抗干扰卫星通信系统的关键技术之一,是实现星地/星间跳频同步、组网通信和业务传输的基础。本论文分析了抗干扰卫星通信系统定时同步技术的研究方案,针对抗干扰卫星通信系统的技术的特点,提出了系统的同步控制技术总体架构、算法及流程,并针对典型体制进行计算、仿真、验证,得出定时同步技术的主要参数。主要研究成果如下:(1)对定时同步相关的背景技术进行研究,分析国外同类型系统的技术特点,提出了抗干扰卫星通信系统同步控制相关的系统架构和技术参数,分析并给出了系统对定时同步功能的技术要求。(2)根据系统对定时同步技术的基本需求及其相互依存关系,研究系统定时同步特点,提出了基于时间信息(TOD)的定时同步系统,设计了同步基准、下行定时捕获、上行测距同步、帧同步、星间链路同步等技术方案,并分析了定时同步方案对系统时间同步和应用系同定时的影响。(3)提出了系统的跳频同步和定时同步两个关键技术解决方案,设计了跳频同步设计流程和所需各类参数,计算并给出了方案中涉及的关键参数;建立了参数捷变帧结构下的符号同步模型,仿真分析了高动态产生的影响、符号定时的参数指标。(4)设计并实现了针对定时同步技术的验证系统,基于卫星模拟器和地面终端组成的验证系统、提出了定时同步控制软件架构、流程和主要模块设计方案,编写了软件代码实现定时同步功能并进行了测试验证。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN927.2
【图文】：

架构图,抗干扰卫星通信系统,星上处理,架构

星上处理的抗干扰卫星通信系统的定时同步技术主要应用于星间和星地受保护的通信业务，涉及系统的卫星部分和地面测控部分。参考Milstar-II，本项目研究的抗干扰卫星通信系统的系统架构设定如图2.1所示。图 2.1 星上处理的抗干扰卫星通信系统架构

依存关系,同步过程,定时同步,基本需求

需要考虑波束切换、移动站度定时同步技术提出了多方面的要求，的几个基本需求，如表 2.1 抗干扰卫星星通信系统定时同步技术的基本需求表设计要求定时精度信号捕获、跳频图案同步微秒级定时捕获、数据样点提取符号级位、帧同步、置乱同步微秒级授时、全网时间同步秒级切换同步保持微秒级过程的依存关系如图 2.2 所示。

架构图,定时同步,架构

西安电子科技大学硕士学位论文少，可以简化同步算法，提高同步性能。考虑到在军事领域存在导弹高动态节点，会在不同波束或不同卫星间进行波束切换，各星之间若保会大大减少地面设备越区切换的复杂度。上所述，抗干扰卫星通信系统定时同步采用全网同步的方案，包括星地步两个环节。星地之间的同步是地面同步于星上，星间的同步是从星同后整个系统（包括地面用户终端和所有卫星）的时间都同步于主星。网同步在统一的时间基准上，需要完成捕获、同步、跟踪、保持等多步过程由分布在主星、从星以及所接入的业务系统终端上专用的定时同如图 2.4 所示。

【参考文献】