本發明涉及衛星通信技術。更具體地，涉及一種衛星通信系統及其時間同步方法。

背景技術：

1、目前，由于衛星通信系統的上行鏈路采用多頻時分多路接入（multiplefrequency-time?division?multiple?access，mf-tdma）的工作體制，存在終端接入衛星通信系統時與網關系統時間不同步，多個終端的收發數據在時間域上存在重疊且相互干擾，并且不能夠被網關在預定的時間接收的問題。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種衛星通信系統及其時間同步方法，以解決現有技術存在的問題中的至少一個。

2、為達到上述目的，本發明采用下述技術方案：

3、本發明第一方面提供了一種衛星通信系統的時間同步方法，衛星通信系統包括網關、終端和衛星；該方法包括：

4、利用所述網關在第n個網關幀的前x幀內發送包含超幀號或幀號的時間同步信號至所述衛星，所述前x幀的持續時間大于所述終端到所述網關的往返時間，所述時間同步信號的實際發送時刻相對于所述前x幀的幀頭存在第一延遲發送時間，n為正整數，x為正整數；

5、利用所述終端接收所述衛星發送的所述時間同步信號，并根據所述前x幀的持續時間、所述終端到所述網關的往返時間和所述第一延遲發送時間計算第二延遲發送時間，并在所述第二延遲發送時間的結束時刻發送與所述第n個網關幀對應的第n個終端幀以使得所述第n個網關幀與所述第n個終端幀時間同步。

6、可選地，所述衛星為再生衛星，所述第二延遲發送時間為：

7、

8、式中，為所述第二延遲發送時間，為所述前x幀的持續時間，為所述網關到所述終端的傳輸延遲時間，為所述終端到所述網關的傳輸延遲時間，為所述第一延遲發送時間。

9、可選地，所述利用所述網關在第n個網關幀的前x幀內發送包含超幀號或幀號的時間同步信號至所述衛星進一步包括：

10、所述網關包括鏈路層網關和物理層網關，所述前x幀為包括1個連續波束的n個網關幀，利用所述鏈路層網關在第n-x-1個網關幀的幀頭發送所述時間同步信號、所述物理層網關的發送幀號n-x和n個空符號，n為正整數；

11、利用所述物理層網關在第n-x個網關幀的幀頭延遲所述n個空符號的時刻發送所述時間同步信號至所述衛星；

12、或者

13、所述利用所述網關在第n個網關幀的前x幀內發送包含超幀號或幀號的時間同步信號至所述衛星進一步包括：

14、所述網關包括鏈路層網關和物理層網關，所述前x幀為包括s個跳變波束的n個網關幀，利用所述鏈路層網關以第n-x-1個網關幀的幀頭為起點，分別在所述起點和相對于所述起點的s-1個偏移時間點發送s個時間同步信號、s個所述物理層網關的發送幀號n-x和s個空符號組，每個空符號組包括n個空符號，s為正整數；

15、利用所述物理層網關分別在所述起點和相對于所述起點的s-1個偏移時間點分別延遲n個空符號的時刻發送總計s個時間同步信號至所述衛星。

16、可選地，所述衛星為透明轉發衛星，所述第二延遲發送時間為：

17、

18、式中，為所述第二延遲發送時間，為所述前x幀的持續時間，為所述網關到所述終端的傳輸延遲時間，，為所述網關到所述衛星的傳輸延遲時間，為所述衛星到所述終端的傳輸延遲時間，為所述終端到所述網關的傳輸延遲時間，，為所述終端到所述衛星的傳輸延遲時間，為所述衛星到所述網關的傳輸延遲時間，為所述第一延遲發送時間。

19、可選地，所述在所述第二延遲發送時間的結束時刻發送與所述第n個網關幀對應的第n個終端幀以使得所述第n個網關幀與所述第n個終端幀時間同步進一步包括：

20、利用所述終端的物理層對所述時間同步信號添加第一時間戳；

21、利用所述終端的鏈路層對添加所述第一時間戳的時間同步信號進行解析，得到所述第二延遲發送時間；

22、利用所述終端的鏈路層根據所述第一時間戳的時間、所述第二延遲發送時間和所述終端的物理層的計數間隔，計算所述終端的物理層的第n個終端幀的幀頭；

23、利用所述終端的鏈路層對所述時間同步信號添加第二時間戳，并預設所述時間同步信號從所述終端的物理層傳輸到所述終端的鏈路層的內部傳輸延遲時間；

24、利用所述終端的鏈路層根據所述第二時間戳的時間、所述第二延遲發送時間和所述內部傳輸延遲時間，計算所述終端的第n個終端幀的幀頭。

25、可選地，所述利用所述終端接收所述衛星發送的所述時間同步信號進一步包括：

26、利用所述終端搜索所述網關發送的隨機接入波束，當所述隨機接入波束覆蓋所述終端的所在區域時，所述終端鎖定下行數據流；

27、利用所述終端在所述下行數據流中接收所述時間同步信號、與k個發送機會一一對應的發送隨機接入請求的k個預設時刻和上行接入信道時頻參數，所述k個預設時刻相對于所述第n個網關幀的幀頭具有第三延遲發送時間，k為正整數；

28、在所述第n個網關幀與所述第n個終端幀時間同步之后，該方法還包括：

29、利用所述網關在所述k個預設時刻將隨機接收波束指向所述終端；

30、利用所述終端根據所述k個發送機會選擇一個或者多個預設時刻發送隨機接入請求；

31、當所述第一延遲發送時間等于所述第三延遲發送時間時，第 i個預設時刻為：

32、

33、式中，為所述前x幀的持續時間，為所述網關到所述終端的傳輸延遲時間，為所述終端到所述網關的傳輸延遲時間，為所述終端隨機選擇的第 i個發送時機， i=1,2,…,k。

34、可選地，所述利用所述終端接收所述衛星發送的所述時間同步信號，并根據所述前x幀的持續時間、所述終端到所述網關的往返時間和所述第一延遲發送時間計算第二延遲發送時間進一步包括：

35、利用所述網關測量所述第n個終端幀到達所述網關時所述第n個終端幀的幀頭相對于所述第n個網關幀的幀頭的延遲到達時間或提前到達時間，并將所述延遲到達時間或所述提前到達時間發送至所述終端；

36、利用所述終端根據所述延遲到達時間或所述提前到達時間計算所述第二延遲發送時間；

37、所述第二延遲發送時間為：

38、

39、式中，為所述第二延遲發送時間，為所述前x幀的持續時間，為所述終端到所述網關的傳輸延遲時間的初始值，為所述延遲到達時間或所述提前到達時間，為所述第一延遲發送時間。

40、本發明第二方面提供了一種衛星通信系統，衛星通信系統包括網關、終端和衛星；

41、所述網關用于在第n個網關幀的前x幀內發送包含超幀號或幀號的時間同步信號至所述衛星，所述前x幀的持續時間大于所述終端到所述網關的往返時間，所述時間同步信號的實際發送時刻相對于所述前x幀的幀頭存在第一延遲發送時間，n為正整數，x為正整數；

42、所述終端用于接收所述衛星發送的所述時間同步信號，并根據所述前x幀的持續時間、所述終端到所述網關的往返時間和所述第一延遲發送時間計算第二延遲發送時間，并在所述第二延遲發送時間的結束時刻發送與所述第n個網關幀對應的第n個終端幀以使得所述第n個網關幀與所述第n個終端幀時間同步。

43、可選地，所述衛星為再生衛星，所述第二延遲發送時間為：

44、

45、式中，為所述第二延遲發送時間，為所述前x幀的持續時間，為所述網關到所述終端的傳輸延遲時間，為所述終端到所述網關的傳輸延遲時間，為所述第一延遲發送時間。

46、可選地，所述衛星為透明轉發衛星，所述第二延遲發送時間為：

47、

48、式中，為所述第二延遲發送時間，為所述前x幀的持續時間，為所述網關到所述終端的傳輸延遲時間，，為所述網關到所述衛星的傳輸延遲時間，為所述衛星到所述終端的傳輸延遲時間，為所述終端到所述網關的傳輸延遲時間，，為所述終端到所述衛星的傳輸延遲時間，為所述衛星到所述網關的傳輸延遲時間，為所述第一延遲發送時間。

49、本發明的有益效果如下：

50、本發明所述技術方案，能夠使得終端接入衛星通信系統與網關系統時進行時間同步，保證多個終端的收發數據在時間域上沒有重疊且相互沒有干擾，并且能夠被網關在預定的時間接收。