卫星物联网系统随机接入前导序列设计

发布时间：2021-10-13 02:42

　　针对卫星物联网系统波束内传输时延较大和波束覆盖范围广的特点,对随机接入设计方案进行了讨论,同时分析了影响GEO卫星系统随机接入前导序列设计的因素,提出了卫星物联网系统的随机接入前导序列设计方法,并对所设计参数的TOA估计误差进行仿真评估与研究。仿真结果表明,该方法适用于卫星物联网系统,可基本满足大往返时延差下正常的随机接入过程。 

【文章来源】：无线电通信技术. 2020,46(05)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

卫星物联网系统随机接入信道结构

卫星通过波束成形的方式在某一范围内形成若干大小相同的点波束,组成多波束系统。每一个波束的覆盖范围构成一个与蜂窝系统小区功能类似的波束小区,并独立于其他小区与卫星进行通信[14]。对于GEO卫星移动通信系统,波束覆盖半径大约为150～300 km。如图2所示,一个卫星波束覆盖范围内,距离卫星最远的用户与卫星通信时传输路径最长,传输时延最大;距离卫星最近的用户与卫星通信时传输路径最短,传输时延最小。最大传输时延差ΔTmax定义为波束内最大传输时延与最小传输时延的差值。根据文献[15]中的计算模型,在波束范围为200 km情况下,最大往返时延差为ΔTRTD=2ΔTmax=1.923 2 ms。2.2 系统参数设计

表2 仿真参数配置Tab.2 Configuration of simulation parameters 参数 参数值 信噪比 5 dB 信道模型 AWGN 小区半径 200 km 系统带宽 180 kHz 子载波间隔ΔfRA 468.75 Hz 内层跳频步长 468.75 Hz 外层跳频步长 {6,8,12,16,24,32,48,64,96,192}×468.75 Hz 符号组包含符号数 15 重复传输次数 1从图3可以看出,在2.187 5～90 kHz范围内,随着外层跳频步长的增加,当概率达到100%时,对应的TOA估计误差有所减小,即定时估计精度提高。因此,对于对定时估计精度要求较高的系统,应选择较大的外层跳频步长,即对应较大的PRACH带宽。对于本系统,目标定时误差要求为 4.17 μs,因此外层跳频步长选择45 kHz。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高速场景中的前导序列设计与检测方案[J]. 林丹丹,马文平,罗炼飞.  测控技术. 2019(02)
[2]基于子前导序列的IoT系统随机接入方案[J]. 郭伯仁,张欣,杨鸿文.  北京邮电大学学报. 2018(05)
[3]低轨LTE卫星随机接入前导设计及检测算法研究[J]. 丁睿,刘召,甄立,秦浩.  电讯技术. 2018(10)
[4]超高速场景下随机接入前导序列的检测[J]. 黄存刚,马文平,罗炼飞.  系统工程与电子技术. 2018(09)
[5]天基传输网络和天地一体化信息网络发展现状与问题思考[J]. 孙晨华.  无线电工程. 2017(01)
[6]论我国空间信息网络的构建[J]. 李德仁,沈欣,龚健雅,张军,陆建华.  武汉大学学报(信息科学版). 2015(06)
[7]WCDMA 随机接入信道捕捉结构及性能分析[J]. 张明,黎军,王嘉琪,刘正军.  无线电工程. 2005(12)

博士论文
[1]下一代卫星移动通信系统关键技术研究[D]. 何异舟.北京邮电大学 2015



本文编号：3433800