[发明专利]一种基于互补码分布式扩频方法的卫星通信系统

说明书

本发明涉及卫星通信技术领域，提出了一种基于互补码分布式扩频方法的卫星通信系统，包括：由地面通信终端使用互补码分布式扩频方法将信号发送至低轨卫星星座中的卫星；由低轨卫星星座中的卫星接收信号并使用互补码的子码解扩；由低轨卫星星座中的卫星发送信道评估结果与解扩信号至汇合节点接收机；由汇合节点接收机合并信号。至少部分解决了现有技术中卫星通信系统会受到干扰受限、远近效应和功率控制复杂的影响，难以满足保密、安全、隐蔽通信的需求的问题。保障了卫星通信的安全性，解决了多用户多址通信问题，可以有效提高信号接收有效性和可靠性。

技术领域

本发明总的来说涉及卫星通信技术领域，具体而言涉及一种基于互补码分布式扩频方法的卫星通信系统。

背景技术

随着卫星技术、电子技术和新材料技术的迅猛发展，全球卫星互联网信息网络在民用、商业领域的建设和应用快速发展，欧美国家民间卫星公司纷纷提出卫星全球互联网星座计划，例如Iridium Next、03b、OneWeb、SpaceX和LeoSat。国内各集团也纷纷提出了卫星星座计划，例如科技集团的“鸿雁系统”、科工集团的“行云系统”、“虹云系统”。国家发改委也正式将卫星互联网列入“新基建”项目。可以看到，卫星互联网的研制、布网已迎来全球范围的热潮，以卫星互联网为代表的新兴空间信息技术，正因为其全球、全程、泛在的互联网接入能力，成为信息通信技术重要发展方向。

于此同时，卫星通信的迅速发展必然导致在设计卫星通信系统时必须将卫星通信过程中的安全性纳入考虑范畴中。尤其是在太空领域并未广泛建立起严格的规则约束的情况下，如何安全地利用好卫星星座所带来的通信资源红利成为未来卫星通信的关注热点。

现有技术中，扩频方法是传统上实现隐蔽、安全、抗侦察的卫星通信的主要方法。扩频方法具有诸多优势，包括选择性寻址能力强、保密安全性高、抗窄带干扰和抗多径衰落。

然而，现有扩频方法由于传统扩频码的相关特性非理想，从而会导致干扰受限、远近效应和复杂的功率控制问题。同时，随着微弱信号分析、侦察技术的发展，仅将信号扩频至噪声功率之下的现有扩频方法已经难以满足保密、安全、隐蔽通信的需求。

发明内容

针对现有技术中基于传统扩频方法的卫星通信系统会受到干扰受限、远近效应和功率控制复杂的影响，以及难以满足保密、安全、隐蔽通信的需求的问题，本发明提出一种基于互补码分布式扩频方法的卫星通信系统，以至少部分解决上述问题。

本发明基于一类新型的扩频码——互补码(Complementary Codes)。互补码采用了结合真实通信环境的码设计理念，能够真正意义上实现理想的自相关及互相关特性，从而赋予了基于互补码分布式扩频方法的卫星通信系统摆脱干扰受限的能力。

具体而言，本发明提出了一种基于互补码分布式扩频方法的卫星通信系统，所述互补码是包含子码的二维扩频码，所述卫星通信系统包括：

低轨卫星星座中的卫星，所述卫星被配置为执行下列动作：

从地面通信终端接收信号并使用互补码的子码解扩；以及将信道评估结果和解扩信号进行信号合并；以及

地面通信终端，其被配置为使用互补码分布式扩频方法将信号发送至所述卫星。

所述卫星具有汇合节点接收机，其被配置为将信道评估结果和解扩信号进行信号合并。

由地面通信终端使用互补码分布式扩频方法将信号发送至低轨卫星星座中的卫星包括下列步骤：

由地面通信终端k将需要发送的信息b^(k)复制M份，使用分配给地面通信终端k的互补码C^(k)的M个子码进行扩频，表示为下式：

其中，表示t时间分配给地面通信终端k的互补码C^(k)的第m个子码，表示t时间地面通信终端k使用互补码的子码扩频后的信号；以及