[发明专利]一种基于MF-TDMA体制的卫星通信系统时钟同步方法

说明书

本发明公开一种基于MF‑TDMA体制的卫星通信系统时钟同步方法，它主要包括主站与小站全网时钟同步的步骤。本发明实现主站与小站全网时钟同步流程，对主站与小站间的传输延时采用自动精确延时估计算法，即对主站和小站之间的传输延时在每个参考突发周期内均进行时钟同步校验，并通过环路滤波的延时跟踪单元预估下一次突发的延时时间，避免因主站和小站的相对移动，或者钟偏的影响导致时钟网络的误差超过系统的保护间隔，甚至出现无法通信的情况，能够快速、精确的实现主站与小站的全网时钟同步，实时纠正由于主站与小站时钟相互独立，相对运动等造成的定时误差，进一步实现整个卫星通信系统的全网时钟同步。

技术领域

本发明属于卫星通信技术领域，具体涉及一种基于MF-TDMA体制的卫星通信系统时钟同步方法。

背景技术

卫星通信具有通信距离远、覆盖面积大、受地面设备和地面环境影响较小等一系列特点，近几十年获得了迅速的发展，在军事通信、航空航天、抗震救灾、边远地区通信等方面应用广泛，成为现代通信的主要方式，受到各国的普遍重视。

一个典型的MF-TDMA(多频时分多址接入)卫星通信系统网络拓扑如图1所示，主要包括中心站和若干小站组成。主站通过前向TDM载波经卫星上的前向转发器，发至各个小站；返向通过不同频率和不同时隙两个维度实现信息回传。MF-TDMA制式是目前宽带多媒体卫星通信系统所采用的主流体制,已广泛应用气象、水文、交通等各行各业，其核心是各个小站与主站的时钟同步，即小站发送突发的时刻与时隙计划表中包含的时刻信息保持一致。

在卫星通信系统中随着电压电流、温度、电磁波等外部环境的变化时钟的频率会产生漂移，晶体振荡器的相位也有随机的偏移和漂移，各小站的本地时间将会出现偏差；在卫星通信的过程中，各小站的发射时间误差所造成的干扰会导致通信的失败。因而，能够快速、准确的实现卫信通信系统设备的全网时钟同步，对成功进行卫星通信至关重要。

主站与小站在建立连接及通信过程中，受独立时钟，相对运动等因素的影响，主站和小站的传输延时是不断变化的。

全网时钟同步过程，也就是对主站和小站接收和发送时刻不断校验的过程。系统中，载波资源被划分为时隙，时隙计划表依据网络时钟参考(NCR)制定，主站和小站使用载波资源时必须与NCR保持同步。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于MF-TDMA体制的卫星通信系统时钟同步方法，该方法能够快速、精确的实现主站和小站的全网时钟同步，实时纠正由于主站与小站时钟相互独立、相对运动等造成的时钟误差。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于MF-TDMA体制的卫星通信系统时钟同步方法，用于保证小站发送突发的时刻与时隙计划表中包含的时刻信息保持一致，使得各小站能够按照时隙计划表中指示，在确定的时间窗口发送突发信号；包括主站与小站全网时钟同步的步骤；

所述的主站与小站全网时钟同步步骤包括以下子步骤：

S1:主站上电、开机初始化，本地时钟计数器NCR开始计数；

S2:在设定的固定时间间隔内，主站在前向控制链路中发送参考突发，其包括参考时钟NCR和网控信令；

S3:小站上电、开机初始化，本地时钟计数器NCR开始计数；

S4:小站捕获主站发送的参考突发，从该突发中获得主站的参考时钟NCR和空闲信道，用来发送校验突发；

S5:在步骤S4确定的空闲信道发送校验突发,并将小站发送时刻点插入校验突发中；

S6:小站接收到校验突发，并记录下接收时刻点，计算出此时刻小站与主站间的传输延时；

S7:将卫星提前测量小站与主站间的传输延时和校验突发测的传输延时进行比对，计算出小站时钟偏移量；