[发明专利]天地一体化系统面向随机接入的LTE帧结构改进方法

摘要

天地一体化系统面向随机接入的LTE帧结构改进方法及获得的LTE帧结构，涉及卫星通信及地面通信技术领域，是为了解决将地面LTE系统随机接入方式直接运用于天地一体化系统的卫星移动通信时，由于卫星系统时延大、波束覆盖范围广、用户随机分布等特点而带来的卫星对终端用户的检测性能较差和用户频繁重新接入导致接入功率攀升影响系统性能的问题提出的。本发明的核心思想是针对卫星通信固有的长往返时延、大覆盖范围、卫星信道慢衰落等特点，根据静止轨道卫星系统的评估参数，将LTE系统的帧结构，包括循环前缀CP、前导序列Preamble和保护间隔GT进行改进设计以应用于卫星通信网络。本发明适用于天地一体化系统中。

主权项

1.天地一体化系统面向随机接入的LTE帧结构改进方法，其特征是：它包括以下步骤：步骤一、选定保护间隔GT的步骤，具体为：设卫星的波束半径为Rbeam，波束内最小仰角为θmin，地心、波束最远端点、卫星组成的角度为θfar，卫星到波束最远端点A的距离为Lfar以及卫星到波束最近端点B的距离为Lnear；首先根据公式：θfar＝θmin+90°计算可得卫星到波束最远端点A的距离Lfar；式中：Rearth是地球半径，Hs是卫星到其赤道投影点的距离；同理，计算可得卫星到波束最近端点B的距离Lnear；根据波束内最大传输距离RTDmax和最近传输距离RTDmin的差值，可得波束内的最大传输时延差ΔT为：ΔT＝RTDmax‑RTDmin＝(Lfar‑Lnear)/C其中，C是光的传播速度；则保护间隔GT的长度TGT为：TGT＝ΔT；步骤二、选定循环前缀CP的步骤，具体为：根据公式：TCP＝TGT选定循环前缀CP的长度TCP；步骤三、选定接入前导Preamble的步骤，具体为：所述接入前导Preamble由具有零相关区的根ZC序列产生，第u个根ZC序列定义为：u为正整数；NZC为根ZC序列的总数，n为根ZC序列的个数；基于第u个根ZC序列，具有长度为NCS‑1的零相关区的随机接入前导，按照下述方式进行循环移位获得，即：xu,v(n)＝xu((n+Cv)modNZC)其中：变量du是幅度为1/TSEQ的多普勒偏移对应的循环移位值，其中TSEQ为前导信号时长，且：其中：循环移位受限集合的参数取决于变量du；当NCS≤du当NZC/3≤du≤(NZC‑NCS)/2时，参数如下：对于其他du的取值，在限制集合中没有循环移位；步骤四、选定接入时隙长度的步骤；采用前导信号时长可采用重复6次的方式确定接入时隙长度；步骤五、根据步骤一至步骤四选定的参数，根据公式：Tframe＝TCP+TGT+TSEQ获得LTE帧的长度；完成应用于卫星系统的LTE帧结构改进。