摘 要：低軌衛(wèi)星短突發(fā)通信具有多普勒頻偏和多普勒變化率較大、突發(fā)符號較短和突發(fā)信號導(dǎo)頻長度受限等特點，采用傳統(tǒng)的時頻同步算法在低信噪比條件下性能較差。為了提高時間同步和頻偏估計性能，準(zhǔn)確完成同步過程，基于時分多址（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ，ＴＤＭＡ） 接入幀結(jié)構(gòu)提出一種新的時頻同步算法。該算法采用二維搜索算法進(jìn)行整數(shù)倍的時延估計和粗頻偏估計；在補(bǔ)償大頻偏和整數(shù)倍時延后，估計小數(shù)倍時延；采用結(jié)合低通濾波的快速傅里葉變換（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ，ＦＦＴ） 算法進(jìn)行精頻偏估計。仿真結(jié)果表明，每符號能量與噪聲功率譜密度比值（Ｒａｔｉｏ ｏｆ ＳｙｍｂｏｌＥｎｅｒｇｙ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ，Ｅｓ ／ Ｎ０ ） 為４． ５ ｄＢ 時，時延檢測概率準(zhǔn)確率達(dá)到９９． ９９％ ，整體解調(diào)性能相較于Ｍ＆Ｍ等算法有２ ｄＢ 以上的性能提升。

關(guān)鍵詞：低軌衛(wèi)星；短突發(fā)通信；時分多址；時頻同步

中圖分類號：ＴＮ９２７． ２ 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Ａ

文章編號：１００３－３１０６（２０２４）１０－２４８８－０６

０ 引言

相比較于傳統(tǒng)地面通信，衛(wèi)星通信有著不易受自然環(huán)境因素影響、可覆蓋面積大等優(yōu)點，在空海通信、偏遠(yuǎn)地區(qū)通信等方面有著諸多優(yōu)勢。近年來，低軌衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展加速，Ｓｔａｒｌｉｎｋ、ＯｎｅＷｅｂ、ＰｒｏｊｅｃｔＫｕｉｐｅｒ、Ｏ３ｂ 等多個星座計劃掀起了低軌星座發(fā)展的高潮，我國也整合了相關(guān)資源，推動發(fā)展衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)。低軌衛(wèi)星需要繞地球高速運動，單顆衛(wèi)星覆蓋范圍有限，其對地面目標(biāo)的可視時間也是有限的［１］。單顆衛(wèi)星對某一特定用戶單次最大通信時長取決于其對目標(biāo)的可視時間，在衛(wèi)星通信中，常使用突發(fā)模式進(jìn)行信號傳輸。突發(fā)信號相對于連續(xù)信號有著持續(xù)時間無法確定、時間短和隨機(jī)性強(qiáng)等特點，擁有較好的隱蔽性和抗干擾性能［２－３］。