一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器及控制方法

摘要

本发明涉及一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器及控制方法，所述卫星模拟器与多个终端进行通信的多址方式包括时分多址、频分多址、码分多址、空分多址中一种或几种的结合，所述卫星模拟器包括卫星下行及接收参数模拟模块、本地pps信号同步模块、扩频发射模块及扩频接收模块，所述卫星下行及接收参数模拟模块用于输出与设定的多址方式对应的用于卫星下行及接收的多址控制信号，所述扩频发射模块用于接收所述多址控制信号并输出下行信号至多个终端，所述扩频接收模块用于接收并解调所述多址控制信号和多个终端发出的上行信号。通过采用多种多址方式相结合，使得可以从时间、频率、地址及空间多个角度提高卫星星座通信系统的通信容量。

权利要求

1.一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，卫星模拟器用于模拟卫星与多个终端进行通信，其特征在于，所述卫星模拟器与多个终端进行通信的多址方式包括时分多址、频分多址、码分多址、空分多址中两种及两种以上的结合，所述卫星模拟器包括卫星下行及接收参数模拟模块(1)、本地pps信号同步模块(2)、扩频发射模块(3)及扩频接收模块(4)，所述卫星下行及接收参数模拟模块(1)用于输出与设定的多址方式对应的用于卫星下行及接收的多址控制信号以控制所述扩频发射模块(3)和所述扩频接收模块(4)按照所述多址方式工作，所述扩频发射模块(3)用于接收所述多址控制信号并输出下行信号至多个终端，所述扩频接收模块(4)用于接收所述多址控制信号和多个终端发出的上行信号并根据所述多址控制信号解调多个终端发出的上行信号，所述本地pps信号同步模块(2)用于输出本地pps信号至所述卫星下行及接收参数模拟模块(1)，所述卫星下行及接收参数模拟模块(1)输出的多址控制信号包括时隙控制信号、载波频率控制信号、伪码频率控制信号、伪码生成多项式和初始相位。

2.根据权利要求1所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，其特征在于，所述卫星下行及接收参数模拟模块(1)包括读取地址控制模块(11)、卫星下行及接收参数ROM(12)和卫星下行及接收参数解析模块(13)，所述读取地址控制模块(11)输出地址至所述卫星下行及接收参数ROM(12)，所述卫星下行及接收参数解析模块(13)用于读取并解析所述卫星下行及接收参数ROM(12)中地址对应的多址参数以输出对应的多址控制信号。

3.根据权利要求1所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，其特征在于，所述扩频发射模块(3)包括多普勒及星地距离模拟模块(31)，所述多普勒及星地距离模拟模块(31)用于模拟卫星多普勒动态及星地距离输出卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字以调制对应的用于卫星下行的多址控制信号。

4.根据权利要求1所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，其特征在于，所述扩频接收模块(4)包括捕获模块(41)，所述捕获模块(41)用于捕获采样后的上行信号输出卫星接收载波NCO控制字、卫星接收伪码NCO控制字和卫星接收伪码相位控制信号。

5.根据权利要求1所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，其特征在于，当多个终端位于同一波束覆盖区域且使用相同的载波频率、相同的伪码时，所述卫星模拟器采用时分多址的方式和多个终端进行通信。

6.根据权利要求1所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，其特征在于，当多个终端位于同一波束覆盖区域且使用相同的伪码、不同的载波频率时，所述卫星模拟器采用频分多址的方式和多个终端进行通信。

7.根据权利要求1所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，其特征在于，当多个终端位于同一波束覆盖区域且使用相同的载波频率、不同的伪码时，所述卫星模拟器采用码分多址的方式和多个终端进行通信。

8.根据权利要求1所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，其特征在于，当多个终端位于不同的波束覆盖区域且使用相同的载波频率、相同的伪码时，所述卫星模拟器采用空分多址的方式和多个终端进行通信。

9.一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器的控制方法，所述方法基于如权利要求1‑8任一项所述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器实现的，其特征在于，所述方法包括：控制卫星下行及接收参数模拟模块(1)初始化与多址方式相关的参数输出对应的多址控制信号，多址控制信号包括用于卫星下行的多址控制信号和用于卫星接收的多址控制信号；

控制扩频发射模块(3)模拟卫星多普勒动态及星地距离输出卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字；

根据卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字调制对应的用于卫星下行的多址控制信号输出下行信号至多个终端；

扩频接收模块(4)接收上行信号，并且根据用于卫星接收的多址控制信号对上行信号解调得到并输出正确的数据比特。

说明书

一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器及控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器及控制方法。

背景技术

[0002] 根据不同的运行高度，一般可将卫星分为三类：高轨道卫星、中轨道卫星和低轨道卫星。由于距离地面近，低轨卫星通信系统具有时延小，路径损耗小，发射功率小等优势，广泛应用于各个领域。低轨卫星星座能够提供全球覆盖，迅速提高卫星通信、卫星遥感等能力；在通信宽带方面潜力巨大，能够以较低的信号传播延迟来提高服务质量；将低轨星座应用于当前的全球导航卫星系统信号增强，能够实现快速精确定位。卫星星座在若干个轨道面上布置多颗卫星，通过通信链路在地球表面形成蜂窝状服务小区，服务区内用户终端至少被一颗卫星覆盖，在规定时隙接入系统。

[0003] 而卫星模拟器作为地面接收系统和运行控制系统联调测试的重要依据，对卫星的研制起到重要的指导作用。卫星模拟器能够模拟卫星真实发射的有效载荷信号，且能接收并处理地面终端或地面站发射的上行信号。卫星模拟器可以模拟产生卫星高动态信号，以检验终端接收机的捕获跟踪性能；也可以产生特定信号，以验证方案是否可行。

[0004] 现有技术中，用于低轨卫星通信系统的卫星模拟器一般采用码分多址的方式实现与不同用户终端间的通信，用户数量受到伪随机码数量的影响，同时，系统可接入用户数量较少。

[0005] 因此，需要提供一种提高低轨卫星通信系统的通信容量并且可以模拟并测试采用不同通信方式的通信性能的卫星模拟器来解决上述技术问题。

发明内容

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器。解决了现有技术中采用码分多址方式实现与不同用户终端间通信，可接入用户数量过少的问题。

[0007] 本发明的技术效果通过如下实现的：

[0008] 一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，卫星模拟器用于模拟卫星与多个终端进行通信，所述卫星模拟器与多个终端进行通信的多址方式包括时分多址、频分多址、码分多址、空分多址中一种或几种的结合，所述卫星模拟器包括卫星下行及接收参数模拟模块、本地pps信号同步模块、扩频发射模块及扩频接收模块，所述卫星下行及接收参数模拟模块用于输出与设定的多址方式对应的用于卫星下行及接收的多址控制信号以控制所述扩频发射模块和所述扩频接收模块按照所述多址方式工作，所述扩频发射模块用于接收所述多址控制信号并输出下行信号至多个终端，所述扩频接收模块用于接收所述多址控制信号和多个终端发出的上行信号并根据所述多址控制信号解调多个终端发出的上行信号，所述本地pps信号同步模块用于输出本地pps信号至所述卫星下行及接收参数模拟模块。通过本申请中的新型卫星模拟器，可以采用时分多址、频分多址、码分多址、空分多址相结合的方式实现与不同用户终端间的通信，从而可以从时间、频率、地址及空间多个角度提高卫星星座通信系统的通信容量，大幅增加卫星星座通信系统可接入的用户数量，解决了现有技术中采用码分多址方式实现与不同用户终端间通信，受到伪随机码数量的影响导致通信性能差，可接入用户数量过少的问题。

[0009] 进一步地，所述卫星下行及接收参数模拟模块输出的多址控制信号包括时隙控制信号、载波频率控制信号、伪码频率控制信号、伪码生成多项式和初始相位。

[0010] 进一步地，所述卫星下行及接收参数模拟模块包括读取地址控制模块、卫星下行及接收参数ROM和卫星下行及接收参数解析模块，所述读取地址控制模块输出地址至所述卫星下行及接收参数ROM，所述卫星下行及接收参数解析模块用于读取并解析所述卫星下行及接收参数ROM中地址对应的多址参数以输出对应的多址控制信号。

[0011] 进一步地，所述扩频发射模块包括多普勒及星地距离模拟模块，所述多普勒及星地距离模拟模块用于模拟卫星多普勒动态及星地距离输出卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字以调制对应的用于卫星下行的多址控制信号。

[0012] 进一步地，所述扩频接收模块包括捕获模块，所述捕获模块用于捕获采样后的上行信号输出卫星接收载波NCO控制字、卫星接收伪码NCO控制字和卫星接收伪码相位控制信号。

[0013] 进一步地，当多个终端位于同一波束覆盖区域且使用相同的载波频率、相同的伪码时，所述卫星模拟器采用时分多址的方式和多个终端进行通信。

[0014] 进一步地，当多个终端位于同一波束覆盖区域且使用相同的伪码、不同的载波频率时，所述卫星模拟器采用频分多址的方式和多个终端进行通信。

[0015] 进一步地，当多个终端位于同一波束覆盖区域且使用相同的载波频率、不同的伪码时，所述卫星模拟器采用码分多址的方式和多个终端进行通信。

[0016] 进一步地，当多个终端位于不同的波束覆盖区域且使用相同的载波频率、相同的伪码时，所述卫星模拟器采用空分多址的方式和多个终端进行通信。

[0017] 另外，还提供一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器的控制方法，所述方法基于上述的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器实现的，所述方法包括：

[0018] 控制卫星下行及接收参数模拟模块初始化与多址方式相关的参数输出对应的多址控制信号，多址控制信号包括用于卫星下行的多址控制信号和用于卫星接收的多址控制信号；

[0019] 控制扩频发射模块模拟卫星多普勒动态及星地距离输出卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字；

[0020] 根据卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字调制对应的用于卫星下行的多址控制信号输出下行信号至多个终端；

[0021] 扩频接收模块接收上行信号，并且根据用于卫星接收的多址控制信号对上行信号解调得到并输出正确的数据比特。

[0022] 如上所述，本发明具有如下有益效果：

[0023] 1)通过本申请中的新型卫星模拟器，可以采用时分多址、频分多址、码分多址、空分多址相结合的方式实现与不同用户终端间的通信，从而可以从时间、频率、地址及空间多个角度提高卫星星座通信系统的通信容量，大幅增加卫星星座通信系统可接入的用户数量，解决了现有技术中采用码分多址方式实现与不同用户终端间通信，受到伪随机码数量的影响导致通信性能差，可接入用户数量过少的问题。

[0024] 2)通过设置卫星下行及接收参数模拟模块，可以通过控制卫星下行及接收参数模拟模块初始化与多址方式相关的参数输出对应的多址控制信号以实现卫星下行和卫星接收的多址方式，使得根据需要进行通信的终端的多址方式将卫星模拟器切换至相应的多址方式，从而实现采用不同的多址方式的终端和卫星模拟器之间的通信。

附图说明

[0025] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还能够根据这些附图获得其它附图。

[0026] 图1为本说明书实施例提供的一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器的结构示意图；

[0027] 图2为本说明书实施例提供的卫星下行及接收参数模拟模块的结构示意图；

[0028] 图3为本说明书实施例提供的卫星下行及接收参数模拟模块的工作流程图；

[0029] 图4为本说明书实施例提供的卫星模拟器采用时分多址的方式与多个终端进行通信时的通信过程示意图；

[0030] 图5为本说明书实施例提供的卫星模拟器采用频分多址的方式与多个终端进行通信时的通信过程示意图；

[0031] 图6为本说明书实施例提供的卫星模拟器采用码分多址的方式与多个终端进行通信时的通信过程示意图；

[0032] 图7为本说明书实施例提供的卫星模拟器采用空分多址的方式与多个终端进行通信时的通信过程示意图；

[0033] 图8为本说明书实施例提供的卫星模拟器采用时分多址、频分多址、码分多址、空分多址相结合的方式与多个终端进行通信时的通信过程示意图；

[0034] 图9为本说明书实施例提供的卫星模拟器与终端通信的流程示意图。

[0035] 其中，图中附图标记对应为：

[0036] 卫星下行及接收参数模拟模块1、读取地址控制模块11、卫星下行及接收参数ROM 12、卫星下行及接收参数解析模块13、本地pps信号同步模块2、扩频发射模块3、多普勒及星地距离模拟模块31、扩频接收模块4、捕获模块41。

具体实施方式

[0037] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0039] 实施例1：

[0040] 如图1‑8所示，本说明书实施例提供了一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器，卫星模拟器用于模拟卫星与多个终端进行通信，卫星模拟器与多个终端进行通信的多址方式包括时分多址、频分多址、码分多址、空分多址中一种或几种的结合，卫星模拟器包括卫星下行及接收参数模拟模块1、本地pps信号同步模块2、扩频发射模块3及扩频接收模块4，卫星下行及接收参数模拟模块1用于输出与设定的多址方式对应的用于卫星下行及接收的多址控制信号以控制扩频发射模块3和扩频接收模块4按照多址方式工作，扩频发射模块3用于接收多址控制信号并输出下行信号至多个终端，扩频接收模块4用于接收多址控制信号和多个终端发出的上行信号并根据多址控制信号解调多个终端发出的上行信号，本地pps信号同步模块2用于输出本地pps信号至卫星下行及接收参数模拟模块1。

[0041] 具体地，多址控制信号包括用于卫星下行的多址控制信号和用于卫星接收的多址控制信号，扩频发射模块3接收用于卫星下行的多址控制信号并输出下行信号至多个终端，扩频接收模块4接收用于卫星接收的多址控制信号和多个终端发出的上行信号并根据用于卫星接收的多址控制信号解调多个终端发出的上行信号。

[0042] 具体地，时分多址、频分多址、码分多址、空分多址的原理如下：

[0043] 时分多址是在一个宽带的无线载波上，把时间分成周期性的帧，每一帧再分割成若干时隙(无论帧或时隙都是互不重叠的)，每个时隙就是一个通信信道，分配给一个用户。允许多个用户在不同的时间片(时隙)来使用相同的频率或码地址接入通信系统，与卫星通信。

[0044] 频分多址把频带分成若干信道，同时供多个不同地址用户使用不同的载波(信道)来实现多址联接，在一个频率信道中同一时刻只能传送一个用户的业务信息。各个用户使用不同频率的信道，所以相互没有干扰。

[0045] 码分多址是靠不同的地址码来区分的地址，每个用户使用不同的地址码可在同一时间使用同样的频带进行通信。

[0046] 空分多址是利用空间分割构成不同的信道，卫星上天线的波束射向地球表面的不同区域。地面上不同区域的用户在同一时间、即使使用相同的频率进行工作，它们之间也不会形成干扰。

[0047] 需要说明的是，现有技术中，用于低轨卫星通信系统的卫星模拟器一般采用码分多址的方式实现与不同用户终端间的通信，用户数量受到伪随机码数量的影响，同时，系统可接入用户数量较少。

[0048] 因此，本申请通过设置新型卫星模拟器，可以采用时分多址、频分多址、码分多址、空分多址相结合的方式实现与不同用户终端间的通信，从而可以从时间、频率、地址及空间多个角度提高卫星星座通信系统的通信容量，大幅增加卫星星座通信系统可接入的用户数量，解决了现有技术中采用码分多址方式实现与不同用户终端间通信，受到伪随机码数量的影响导致通信性能差，可接入用户数量过少的问题。

[0049] 优选地，卫星下行及接收参数模拟模块1输出的多址控制信号包括时隙控制信号、载波频率控制信号、伪码频率控制信号、伪码生成多项式和初始相位，来控制扩频发射模块3与扩频接收模块4以特定的多址方式工作，这里的特定的多址方式可以为时分多址、频分多址、码分多址及空分多址中的任意一种或任意几种的组合。

[0050] 优选地，如图2所示，卫星下行及接收参数模拟模块1包括读取地址控制模块11、卫星下行及接收参数ROM 12和卫星下行及接收参数解析模块13，读取地址控制模块11输出地址至卫星下行及接收参数ROM 12，本地pps信号输入至卫星下行及接收参数解析模块13，卫星下行及接收参数解析模块13用于读取并解析卫星下行及接收参数ROM 12中地址对应的多址参数以输出对应的多址控制信号。

[0051] 具体地，读取地址控制模块11在卫星下行及接收参数ROM 12输出数据的控制下改变读取地址控制模块11的地址值，卫星下行及接收参数ROM12中存储有与多址方式相关的参数，如时隙分配、伪码多项式、伪码初始相位、伪码频率、载波频率等，卫星下行及接收参数ROM 12根据读取地址输出多址参数，卫星下行及接收参数解析模块13在对多址参数进行解析后输出时隙控制信号、伪码多项式与初始相位、伪码NCO控制字、载波NCO控制字及通道选择信号。

[0052] 具体地，时隙控制信号包括卫星下行时隙控制信号和卫星接收时隙控制信号，伪码多项式及初始相位包括卫星下行伪码多项式及初始相位和卫星接收伪码多项式及初始相位，伪码NCO控制字包括卫星下行伪码NCO控制字和卫星接收伪码NCO控制字，载波NCO控制字包括卫星下行载波NCO控制字和卫星接收载波NCO控制字，通道选择信号包括卫星下行通道选择信号和卫星接收通道选择信号。

[0053] 其中，卫星下行时隙控制信号、卫星下行伪码多项式与初始相位、卫星下行伪码NCO控制字、卫星下行载波NCO控制字及卫星下行通道选择信号用于输出至扩频发射模块3；卫星接收时隙控制信号、卫星接收伪码多项式与卫星接收初始相位、卫星接收伪码NCO控制字、卫星接收载波NCO控制字及卫星接收通道选择信号用于输出至扩频接收模块4。

[0054] 卫星下行及接收参数模拟模块1的工作流程如图3所示，首先，卫星下行及接收参数ROM 12在低轨卫星星座通信系统上电之初通过coe文件进行初始化以存储多址参数，将卫星下行及接收参数ROM 12的读取地址addr赋初值为零，然后进入判断并循环，判断addr是否小于或等于卫星下行及接收参数ROM 12可读取的最大地址，若是，则读取卫星下行及接收参数ROM 12中地址addr所指向的内容，即多址参数，并通过卫星下行及接收参数解析模块13对读取出的多址参数进行解析，输出控制信号，即用于卫星下行及接收的时隙控制信号、伪码多项式与初相位、伪码NCO控制字、载波NCO控制字及通道选择信号，然后将读取地址addr的值加一并重新进行判断；若否，则将读取地址addr的值置零并重新进行判断。

[0055] 优选地，扩频发射模块3包括多普勒及星地距离模拟模块31，多普勒及星地距离模拟模块31用于模拟卫星多普勒动态及星地距离输出卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字以调制对应的用于卫星下行的多址控制信号。

[0056] 具体地，扩频发射模块3还包括：卫星下行编码模块、卫星下行伪码NCO、伪码发生器、成型滤波器、卫星下行载波NCO、正弦表、余弦表和DAC及通道选择模块。

[0057] 具体地，扩频发射模块3用于通过多普勒及星地距离模拟模块31模拟卫星的多普勒动态及星地距离延迟，并对卫星下行编码模块输出的基带信号进行扩频、调制，输出带有多普勒动态与星地距离延迟的下行信号。

[0058] 其中，卫星下行编码模块用于对原始数据编码(例如RS编码、差分编码、卷积编码等)处理生成基带信号；卫星下行伪码NCO用于根据卫星下行伪码控制字产生对应的伪码频率；伪码发生器用于根据外部输入的生成多项式及初始相位基于伪码频率产生相应的伪码序列，并将基带信号扩频调制；成型滤波器用于消除码间干扰并压缩传输带宽；卫星下行载波NCO用于根据卫星下行载波控制字产生对应的载波频率；正弦表、余弦表分别用于根据卫星下行载波频率映射出对应的正弦信号与余弦信号，并对扩频调制后的基带信号进行上变频调制；DAC及通道选择模块用于根据卫星下行通道选择信号选择对应的射频通道，并将上变频后的信号转换为模拟信号后通过该射频通道输出。

[0059] 优选地，扩频接收模块4包括捕获模块41，捕获模块41用于捕获采样后的上行信号输出卫星接收载波NCO控制字、卫星接收伪码NCO控制字和卫星接收伪码相位控制信号。

[0060] 具体地，扩频接收模块4还包括码环模块和载波环模块，码环模块用于输出卫星接收伪码NCO控制字，载波环模块用于输出卫星接收载波NCO控制字，以实现通过捕获模块41、码环模块和载波环模块共同作用来调制对应的用于卫星接收的多址控制信号。

[0061] 具体地，扩频接收模块4用于接收终端发出的上行信号，进行采样、捕获、跟踪后，解调出数据帧。

[0062] 具体地，扩频接收模块4还包括ADC及通道选择模块、卫星接收载波NCO、正弦表、余弦表、卫星接收伪码NCO、卫星接收伪码发生器、载波环模块、码环模块和位同步模块。

[0063] 其中，ADC及通道选择模块用于根据卫星接收通道选择信号选择对应的射频通道，再将模拟信号转换为数字信号；卫星接收载波NCO用于根据卫星接收载波控制字产生对应的载波频率；正弦表、余弦表分别用于根据卫星接收载波频率映射出对应的正弦信号与余弦信号，并剥离输入信号的载波；卫星接收伪码NCO用于根据卫星接收伪码控制字产生对应的伪码频率；卫星接收伪码发生器用于根据外部输入的卫星接收伪码生成多项式及初始相位，以卫星接收伪码频率产生相应的伪码序列，且分别输出超前伪码序列、即时伪码序列和滞后伪码序列用于上行输入信号伪码的跟踪；载波环模块用于载波跟踪，即在载波捕获后，载波多普勒频偏将会被缩小到一个较小的范围，这时需进行载波的跟踪，输出卫星接收载波NOC控制字，调整卫星接收载波频率，进一步减小频率误差，以实现正确的解调；码环模块用于通过延迟锁定环路对输入信号的伪码进行跟踪，输出卫星接收伪码NCO控制字，并调整卫星接收伪码序列的频率，以实现输入信号伪码的正确剥离，从而实现正确的解调；位同步模块用于实现解调数据的位同步，解调出正确的数据比特。

[0064] 具体地，本地pps信号同步模块2，通过锁相环跟踪外部输入的pps信号，输出与其同步的本地pps信号。外部输入的pps信号通常来自于GPS/BD导航卫星授时模块的输出，以实现卫星模拟器与世界统一时间UTC的同步。

[0065] 本申请的新型卫星模拟器的多址方式可以为时分多址、频分多址、码分多址及空分多址中的任意一种或任意几种的组合。下面针对在每一种多址方式下和同时采用四种多址方式时，本申请的新型卫星模拟器与终端的通信过程进行详细解释：

[0066] 在第一种实施方式中，卫星模拟器采用时分多址的方式与多个终端进行通信，如图4所示，卫星模拟器与i个终端通信时，所有终端可在同一波束覆盖区域，使用相同的载波频率和相同的伪码。首先将通信时段分为i个时隙，在每个时隙内，卫星模拟器只与相应的终端通信，即在时隙1内，卫星模拟器与终端1通信；在时隙2内，卫星模拟器与终端2通信；在时隙i内，卫星模拟器与终端i通信。由于多普勒频偏和星地距离的影响，卫星模拟器发出数据到终端接收数据，或者终端发出数据到卫星模拟器接收数据，会有一定时间的延迟，因此在每个时隙内设置一段时间，称之为有效时段。通信过程中，只要保证卫星模拟器或终端在有效时段接收到数据即可。以卫星模拟器与终端1通信为例，卫星模拟器模拟多普勒动态和星地距离，在时隙1内发出数据帧1，经过一定时间的延迟，终端1在时隙1的有效时段接收到数据帧1，解调计算出多普勒频偏及星地距离，并进行补偿，然后再接下来的时隙1内发出数据帧1，经过一定时间的延迟，卫星模拟器在时隙1的有效时段接收到数据帧1，卫星模拟器与终端1完成通信。

[0067] 在第二种实施方式中，卫星模拟器采用频分多址的方式与多个终端进行通信，如图5所示，卫星模拟器在同一时间与j个终端通信，所有终端可在同一波束覆盖区域并使用相同的伪码，但它们使用的载波频率不同。卫星模拟器模拟多普勒动态和星地距离后，使用不同的载波频率同时发出数据帧1～j，终端利用各自的载波频率解调出对应的数据帧，计算出多普勒频偏及星地距离并进行补偿后，以各自的载波频率发出数据帧，卫星模拟器再以相应的载波频率进行解调，得到数据帧1～j，卫星模拟器与各终端完成通信。

[0068] 在第三种实施方式中，卫星模拟器采用码分多址的方式与多个终端进行通信，如图6所示，卫星模拟器在同一时间与k个终端通信，所有终端可在同一波束覆盖区域并使用相同的载波频率，但它们使用的伪码不同。卫星模拟器模拟多普勒动态和星地距离，使用不同的伪码扩频后同时发出数据帧1～k，终端利用各自的伪码解调出对应的数据帧，计算出多普勒频偏及星地距离并进行补偿后，使用各自的伪码进行扩频并发出数据帧，卫星模拟器再以相应的伪码进行解调，得到数据帧1～k，卫星模拟器与各终端完成通信。

[0069] 在第四种实施方式中，卫星模拟器采用空分多址的方式与多个终端进行通信，如图7所示，卫星模拟器在同一时间与q个终端通信，所有终端使用相同的载波频率与伪码，但在不同的波束覆盖区域。卫星模拟器模拟多普勒动态和星地距离后，通过不同的射频通道同时发出数据帧1～q，终端在各自的波束覆盖区域接收到相应的数据帧，计算出多普勒频偏及星地距离并进行补偿后发出数据帧，卫星模拟器通过对应的射频通道接收到数据帧1～q，卫星模拟器与各终端完成通信。

[0070] 在第五种实施方式中，卫星模拟器可以采用时分多址、频分多址、码分多址、空分多址相结合的方式与多个终端进行通信，如图8所示，通信系统包括i个时隙、j个载波频率、k个伪码、q个波束，终端(i，j，k，q)表示在第i个时隙，以第j个载波频率、第k个伪码，在第q个波束覆盖区域与卫星模拟器进行通信。

[0071] 本说明书实施例提供了一种用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器的控制方法，方法基于实施例1中的用于低轨卫星星座通信系统的卫星模拟器实现的，方法包括：

[0072] 控制卫星下行及接收参数模拟模块1初始化与多址方式相关的参数输出对应的多址控制信号，多址控制信号包括用于卫星下行的多址控制信号和用于卫星接收的多址控制信号；

[0073] 控制扩频发射模块3模拟卫星多普勒动态及星地距离输出卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字；

[0074] 根据卫星下行伪码NCO控制字与卫星下行载波NCO控制字调制对应的用于卫星下行的多址控制信号输出下行信号至多个终端；

[0075] 扩频接收模块4接收上行信号，并且根据用于卫星接收的多址控制信号对上行信号解调得到并输出正确的数据比特。

[0076] 具体地，卫星模拟器与终端通信过程如图9所示，首先，卫星模拟器中的卫星下行及接收参数模拟模块1初始化与多址方式相关的参数，如用于卫星下行及接收的时隙控制信号、载波频率控制信号(载波NCO控制字)、伪码频率控制信号(伪码NCO控制信号)、伪码生成多项式及初始相位等，并根据其参数输出相应多址方式对应的多址控制信号；然后卫星模拟器在模拟多普勒动态与星地距离后，根据用于卫星下行的多址控制信号进行相应的调制，输出下行信号至多个终端；每个终端根据自身的多址参数接收并解调相应的下行信号，进行多普勒补偿及延迟控制后，再根据自身的多址参数进行调制并输出上行信号至卫星模拟器；最后，根据用于卫星接收的多址控制信号接收并解调来自每个终端的上行信号，至此通信过程结束。

[0077] 虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

[0078] 在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

[0079] 在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征能够相互结合。

[0080] 以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。