[发明专利]一种时分星间测量通信网络多址长码的生成方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到卫星网络技术领域，特指一种时分星间测量通信网络多址长码的生成方法。

背景技术

卫星技术在国民经济中发挥着越来越突出的作用。随着技术的发展，对导航卫星精密定轨与时间同步和导航星座自主运行的要求越发迫切，催生了星间链路技术，并使之成为全球卫星导航系统的基本技术特征和技术制高点。通过星间链路将全球卫星星座(典型为walker星座)的每颗卫星组成网络，以实现星座自主运行的精密定轨和时间同步对星间观测和测量数据传输的需求。地面系统只需要和星座中的任意单颗卫星建立联系，就能实现对整个星座的运行管理控制，“一星通、整网通”的构想将成为可能。

全球卫星星座的星间链路组网是一类极为特殊复杂的卫星网络，全球卫星星座数量多，发射时间长、批次多，在组网过程中还可能因各种主客观原因偏离原有发射计划和星座构型，卫星功能复杂、精密度高。Walker全球星座的卫星本质上是对等的，星座星间链路网络具有典型的扁平化、无中心的特征，星座星间链路网络是一个具有较大数量对等节点的无线网络。以上特征要求星座星间链路体制对于构建星间网络要具有高度的灵活性和适应性。全球卫星星座星间链路系统既可能需要完成高精度测量，也要承载一定速率的通信功能。为完成自主测量和定轨，星间链路测量通信功能都有其特殊性。对于测量而言其测量不是单点对单点，而是在时间约束条件下的多点对多点测量；通信功能并不是完成常规网络所要求的点点连通，而是主要用来建立境内站-境内星-境外星联系。

全球卫星星座的星间链路系统多采用时分/码分多址(TDMA/CDMA)方式组网和接入，每个节点的接入采用时分多址(TDMA)按照事先分配的时隙与其他节点连接，各个节点采用不同的扩频码提高处理增益和降低互干扰，避免接入冲突，网络性能获得了提升。时分多址(TDMA)方式组网和接入采用时分双工(time-division duplex，TDD)通信体制，表现在对单条链路而言以TDD半双工方式对同一频点同一条链路的复用，对多条链路通过时分方式来实现与多颗卫星的测量通信。时分/码分多址(TDMA/CDMA)方式组网和接入可以突破频分/码分多址(FDMA/CDMA)技术的瓶颈限制，其上下行工作于同一频段，不需要大段的连续对称频段，系统频谱利用率高，可以灵活实现上下行不对称业务；在测量性能、系统容量、频谱利用率和抗干扰能力方面具有突出的优势。

采用时分/码分多址(TDMA/CDMA)方式组网和接入，TDD通信模式使得通信链路建立呈现出短时突发特性，需要针对全球卫星星座组网节点设计大量具有优异自相关与互相关特性的短时突发扩频码用于星间链路直接扩展频谱系统使用。对于直接扩展频谱系统而言，扩频码周期码越长，其相关特性越好，线谱功率越低，有利于提高干扰抑制能力，长周期的扩频码用于DLL环路能量累计可以有效改善测量精度和灵敏度。长周期扩频码在传统上多采用长短m序列阶段截断组合异或运算形成所需长度的扩频码序列，如GPS P码就通过多个序列截断组合异或形成长度1星期的扩频码，但采用该方法无法有效获得具有优良平衡特性和相关特性的码组，在选择多个序列发生器时方法选项组合多，性能评估难度大，难以有效和高效的完成扩频码组设计。从工程实现看，组合码设计方法无法获得优化的移位寄存器抽头数量，增加了FPGA实现的资源代价。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、流程规范、码组平衡与相关特性可控、工程实现从抽头数量和寄存器数量少、资源代价低的一种时分星间测量通信网络多址长码的生成方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种时分星间测量通信网络多址长码的生成方法，其步骤为：

(1)、计算扩频长码一个周期码元数量：N＝fc*T；其中，每颗卫星时分星间链路所设定的扩频码速率为fc，扩频码周期为T；

(2)、确定需要的多址长码数量：K＝2*M，卫星星座星间链路网络接入节点数量为M；

(3)、确定所需选择高阶m序列发生器阶数；

(4)基于本原多项式的扩频码序列生成；

(5)、具有平衡特性的码段搜索：从上述扩频码序列中寻找两倍于要求，即2K组长度为N的满足0，1平衡特性的码序列；

(6)正交扩频码段配对选择：从2K组码序列中选择I、Q支路码序列，选择标准是计算两两之间的互相关特性，该互相关特性具有最接近三值互相关函数之一的特性；