一种新的卫星导航与通信融合信号体制研究

摘要

导航与通信深度融合技术是美国PNT体系论证中的四要素之一.北斗卫星导航系统具有短信息卫星通信功能,但其通信容量受限.若能利用现有的小倾角倾斜同步轨道(SIGSO)丰富的星上转发器资源,发掘其导航与通信应用,使系统在实现导航定位、测速、授时的同时,还能提供位置和时间信息的传输和沟通,可弥补当前地面通信手段(如短波、超短波、移动通信等网络)对边远地区及海上覆盖不足的缺陷,可实现通信的无缝连接.本文提出了一种基于SIGSO卫星的导航与通信融合信号体制设计方法,在不改变现有信号体制的前提下增加通信信号体制设计以实现卫星导航与通信一体化,该通信信号体制既可以与现有的信号体制(导航信号)一起共用一个转发器资源,又可以单独使用卫星转发器资源,在不额外增加硬件成本的前提下实现了导航与通信功能的融合,本文借鉴现有移动通信卫星的信号体制技术,结合转发式卫星导航信号体制特点,发掘现有体制和资源的潜力,融合设计,从系统架构、通信协议、信道设计、帧结构和收发信号处理等方面详细介绍了卫星导航与通信信号体制设计,详细分析了SIGSO卫星通信链路,在此基础上给出了卫星导航与通信信号体制实现方案并进行验证.对于手持终端,可支持最高2.4kb/s信息速率的通信能力;对于车载终端,可支持最高1Mb/s信息速率的通信能力,支持数据、短信息、语音和视频通信功能.