[发明专利]基于低轨卫星DVB-RCS2系统的低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法及系统

说明书

本发明提供基于低轨卫星DVB‑RCS2系统的低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法及系统，所述通用方法包括：S1，对接收信号进行去调制，得到去调制后的接收信号；S2，将去调制后的接收信号进行快速傅里叶变换，得到频域信号，并对频域信号进行数据搬移；S3，求取数据搬移之后的频域信号的绝对值最大值以及最大值位置；S4，根据最大值位置计算粗频偏估计值；S5，根据最大值位置以及数据搬移后的频域信号计算偏置值；S6，根据偏置值计算细频偏估计值；S7，根据粗频偏估计值和细频偏估计值得到总频偏值；S8，根据总频偏值对接收信号进行频偏跟踪补偿。本发明能够实现在低信噪比下小频偏信号的频偏估计跟踪与补偿。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体而言，涉及一种基于低轨卫星DVB-RCS2系统的低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法及系统。

背景技术

卫星按照轨道高度可以分为GEO(高轨道)卫星、MEO(中轨道)卫星、LEO(低轨道)卫星。高轨道(GEO)卫星拥有覆盖区域优势，卫星组网优势，卫星寿命优势等独特优势。但由于高轨卫星属于战略资源，其轨道资源相当紧张，因此非常有必要发展中低轨卫星。中低轨道方案为卫星的发展提供了新的空间，中低轨资源丰富，可实现三维立体布局：多种高度，多种轨道面。除了资源的扩充，中低轨道卫星具有通信时延远小于同步轨道卫星和单颗星的研制及发射成本远低于同步轨道的大卫星，可拓展新的应用领域，降低了参与商业应用的门槛。

由于低轨卫星的优势，20世纪90年代初，低轨星座系统就开始研发部署。摩托罗拉设计的铱星于1997年首次发射，1998年正式提供移动通信业务，成为世界上第一个投入使用的大型低轨移动卫星系统。然而由于过高的造星，发射和运营成本以及不充足的市场需求，铱星于2000年破产，但随后被美国政府并购并持续运营。2014年以来，随着航天技术的进步和商业航天公司的崛起，低轨星座的成本大大降低；加之互联网时代对数据的大量需求，OneWed、SpaceX等新一代航天企业涌入低轨卫星市场，瞄准卫星互联网的搭建，低轨星座市场强势复苏。铱星也于2019年完成二代系统的部署，估值已达25亿美元，目前全球完成登记的新一代低轨星座总发射量将达到一万颗以上，低轨卫星迎来第二次产业浪潮。

在低轨卫星与终端通信中，由于高速相对运动，接收信号因为多普勒效应将存在一个变化的多普勒频偏，该多普勒频偏及其变化率会对载波捕获造成极大的影响，尤其在低信噪比下。卫星终端在发送反向信号时，需要预补偿频偏，在卫星收到反向信号是小频偏信号，因此在低信噪比下小频偏信号的频偏估计跟踪与补偿成为低轨卫星反向链路解调的一大瓶颈。

发明内容

本发明旨在提供一种基于低轨卫星DVB-RCS2系统的低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法及系统，以实现在低信噪比下小频偏信号的频偏估计跟踪与补偿。

本发明提供的一种基于低轨卫星DVB-RCS2系统的低信噪比下频偏估计跟踪与补偿的通用方法，包括如下步骤：

S1，对接收信号进行去调制，得到去调制后的接收信号；

S2，将去调制后的接收信号进行快速傅里叶变换，得到频域信号，并对频域信号进行数据搬移；

S3，求取数据搬移之后的频域信号的绝对值最大值以及最大值位置；

S4，根据最大值位置计算粗频偏估计值；

S5，根据最大值位置以及数据搬移后的频域信号计算偏置值；

S6，根据偏置值计算细频偏估计值；

S7，根据粗频偏估计值和细频偏估计值得到总频偏值；

S8，根据总频偏值对接收信号进行频偏跟踪补偿。

进一步的，步骤S1中对接收信号进行去调制的方法为：