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随着低轨卫星通信技术的发展,人们对低轨(Low-Earth Orbit,LEO)卫星实现高可靠的无线通信和传感器数据采集等方面有了进一步的需求,特别是在紧急环境中使用,比如地震、海啸、洪水等灾难发生时,提供应急通信;在海洋研究中,提供数据采集;在偏远地区,提供火灾警告和环境监测。码分多址(Code Division MultipleAccess,CDMA)作为移动通信主要技术之一,在卫星通信系统中也广泛使用,但用户数目的大幅增加对系统容量提出了更高的要求,系统的多址干扰(MultipleAccess Interference,MAI)直接限制了系统容量。为了降低多址干扰,向大量用户提供稳定可靠的服务,应用于低轨卫星的准同步CDMA(Quasi-Synchronous CDMA,QS-CDMA)上行接入技术在上世纪90年代已经开始发展,但是系统复杂,成本高昂,长久以来没有商用。因此,低复杂度和高适应性准同步CDMA上行接入技术的研究和应用具有重要的理论意义和工程价值。 本文针对低轨卫星通信系统准同步CDMA上行接入问题,进行系统设计分析研究,对系统的实现及性能评估具有理论指导作用,主要研究内容如下: 1.提出基于GPS/BDS以及基于单星双向测距的低轨卫星上行准同步CDMA系统结构,与之相应的准同步接入实现流程、上下行帧结构设计、扩频码研究分析选择、以及基于下行导频的多普勒补偿及传输距离延迟补偿结构研究,并给出主要衡量指标。 2.从GPS/BDS时间同步误差、卫星和终端硬件传输延迟、电离层和对流层传输误差、多普勒补偿和传输距离延迟补偿误差、时钟稳定度对时间同步精度影响等多个方面,研究分析准同步系统时间同步精度,同时对系统接入用户数及误码率性能进行理论推导,仿真分析。 3.提出一种适用于准同步CDMA上行接入的时域多用户并行捕获策略,基于移位m序列自相关及互相关特性,研究分析信号模型、搜索流程和门限判决方法,理论推导多用户检测概率,进行捕获性能仿真分析。