基于LTE的衛(wèi)星移動通信上行鏈路關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著全球?qū)拵б苿油ㄐ诺娘w速發(fā)展，構(gòu)建覆蓋全球的高速寬帶網(wǎng)絡(luò)具有重要的意義。地面長期演進（Long Term Evolution，LTE）技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟，能夠為用戶提供高速寬帶網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，但是在部分偏遠地區(qū)還沒有部署LTE網(wǎng)絡(luò)；衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以實現(xiàn)全球覆蓋，但是目前大部分衛(wèi)星通信系統(tǒng)是窄帶通信系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸速率較低。因此，將LTE技術(shù)與衛(wèi)星通信的優(yōu)勢進行結(jié)合具有重要意義。但是，衛(wèi)星通信存在較長的傳輸時延、較大的多普勒頻移、高動態(tài)、功率放大

2、器的非線性失真等問題，給LTE應(yīng)用于衛(wèi)星通信帶來了挑戰(zhàn)。例如，長傳輸時延導(dǎo)致相關(guān)信息的更新滯后，影響相關(guān)流程的時效性；傳統(tǒng)的頻率同步算法無法對低地球軌道（Low Earth Orbit，LEO）衛(wèi)星環(huán)境下大的多普勒頻移做出有效估計。這些問題對衛(wèi)星LTE移動通信系統(tǒng)上行鏈路帶來的影響是不可避免的，因此，研究衛(wèi)星LTE移動通信系統(tǒng)上行鏈路關(guān)鍵技術(shù)具有重要意義。
　　本文主要對衛(wèi)星LTE移動通信系統(tǒng)上行鏈路中的隨機接入技術(shù)、頻率同步技術(shù)

3、進行了深入研究。首先，本文介紹了LTE應(yīng)用于衛(wèi)星通信存在的問題以及發(fā)展現(xiàn)狀，分析了衛(wèi)星LTE移動通信系統(tǒng)中隨機接入技術(shù)和頻率同步技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。其次，建立了衛(wèi)星信道模型，分析了LTE上行鏈路傳輸模型。再次，介紹了LTE隨機接入過程，以及LTE隨機接入前導(dǎo)序列的傳統(tǒng)檢測方法；針對對地靜止軌道（Geostationary Earth Orbit，GEO）衛(wèi)星環(huán)境下多用戶發(fā)起隨機接入時存在的多址干擾問題，提出了一種基于串行干擾消除(Su

4、ccessive Interference Cancellation, SIC）的衛(wèi)星LTE隨機接入前導(dǎo)檢測算法，該算法相對于傳統(tǒng)檢測算法，降低了漏檢概率，提高了衛(wèi)星隨機接入一次成功率。然后，針對多普勒頻移對隨機接入前導(dǎo)相關(guān)檢測的峰值大小、位置等產(chǎn)生的影響，利用這些峰值信息，本文提出了一種頻偏粗估計算法，可以實現(xiàn)地面終端初始接入衛(wèi)星時的頻偏粗估計。最后，針對LEO衛(wèi)星存在的大的多普勒頻移的問題，本文提出了一種基于多普勒特征的最大后驗概率