一种卫星通信信号的捕获方法及相关装置与流程
本技术涉及卫星通信，尤其涉及一种卫星通信信号的捕获方法及相关装置。
背景技术：
1、目前，卫星通信功能已陆续进入手机等终端。卫星通信功能适用于在海洋、沙漠、草原、无人区等移动通信未覆盖、或覆盖不了、或移动通信系统被破坏的区域进行定位和通信。
2、在终端进行卫星通信前，终端上必须完成对目标卫星通信系统的信号捕获。而对于手机等终端，实现卫星通信信号的快速捕获对提升用户使用卫星通信服务的体验有着关键作用。在终端上硬件资源受限的情况下，例如，终端上的跟踪通道和相关器数量较少，终端捕获到卫星通信信号的耗时过程较长。
技术实现思路
1、本技术提供了一种卫星通信信号的捕获方法及相关装置，实现了对卫星通信信号的快速捕获。
2、第一方面，本技术提供了一种终端，包括：处理器、卫星导航芯片和卫星通信芯片；其中，该卫星导航芯片，用于基于接收到的多个导航信号进行定位，确定该终端的位置、该多个导航信号的实时信息，该实时信息包括卫星标识和信号质量；该卫星导航芯片，还用于将该终端的位置和该多个导航信号的实时信息，发送给该处理器；该处理器，用于基于该多个导航信号的实时信息从该多个导航信号中确定出引导信号；该处理器，还用于获取该引导信号的预测星历信息、卫星通信地面设备的位置和卫星通信信号的预测星历信息；该处理器，还用于将该终端的位置、该卫星通信地面设备的位置、该引导信号的卫星标识、该引导信号的预测星历信息和该卫星通信信号的预测星历信息，发送给该卫星通信芯片；该卫星通信芯片，用于基于该引导信号的卫星标识对该引导信号进行捕获，获取该引导信号的观测量信息；该卫星通信芯片，还用于基于该引导信号的观测量信息和该引导信号的预测星历信息，确定出该卫星通信信号的毫秒边界；该卫星通信芯片，还用于基于该卫星通信信号的毫秒边界、该终端的位置、该卫星通信地面设备的位置、该卫星通信信号的预测星历信息，确定出该卫星通信信号的时域搜索范围；该卫星通信芯片，还用于在该卫星通信信号的时域搜索范围内，捕获该卫星通信信号。
3、通过本技术提供的终端，可以利用导航信号作为引导信号，通过卫星通信芯片在较短时间内完成对引导信号的捕获跟踪，以确定出卫星通信信号的毫秒边界。进而，通过卫星通信芯片基于卫星通信信号的毫秒边界、引导信号的观测量和预测星历信息等信息，确定出卫星通信信号的时域搜索范围，对卫星通信信号进行快速捕获跟踪，减少对卫星通信信号的捕获耗时。
4、在一种可能的实现方式中，该基于该引导信号的观测量信息和该引导信号的预测星历信息，确定出该卫星通信信号的毫秒边界，包括：基于该引导信号的预测星历信息，确定出捕获到该引导信号时该引导信号对应的导航卫星的位置和该导航卫星的卫星时钟误差；从该引导信号的观测量信息中获取该引导信号的发送时刻；基于捕获到该引导信号时该引导信号对应的导航卫星的位置和该终端的位置，确定出该导航卫星与该终端之间的真实几何距离；基于该导航卫星与该终端之间的真实几何距离、该导航卫星的卫星时钟误差和该引导信号的发送时刻，确定出该卫星通信信号的毫秒边界。
5、这样，可以基于引导信号的观测量信息和该引导信号的预测星历信息，准确的确定出卫星通信信号的毫秒边界。
6、在一种可能的实现方式中，该卫星通信信号的毫秒边界通过如下公式确定：
7、
8、其中，tumod为卫星通信信号的毫秒边界，r为该导航卫星与该终端之间的真实几何距离，t′smod为该引导信号的发送时刻，δt为该导航卫星的卫星时钟误差，c为电磁波在空气中的传播速度。
9、这样，可以基于引导信号的观测量信息和该引导信号的预测星历信息，由伪距计算公式变形后公式，可以准确的确定出卫星通信信号的毫秒边界。
10、在一种可能的实现方式中，该卫星通信芯片，还用于：基于该引导信号的观测量信息、该引导信号的预测星历信息、该引导信号的频率和该卫星通信信号的频率，确定出该卫星通信信号的频域搜索范围；在该卫星通信信号的频域搜索范围内，捕获该卫星通信信号。
11、通过本技术提供的终端，可以利用导航信号作为引导信号，通过卫星通信芯片在较短时间内完成对引导信号的捕获跟踪，以确定出卫星通信信号的毫秒边界。进而，通过卫星通信芯片基于卫星通信信号的毫秒边界、引导信号的观测量和预测星历信息等信息，确定出卫星通信信号的频域搜索范围，对卫星通信信号进行快速捕获跟踪，减少对卫星通信信号的捕获耗时。
12、在一种可能的实现方式中，该基于该引导信号的观测量信息、该引导信号的预测星历信息、该引导信号的频率和该卫星通信信号的频率，确定出该卫星通信信号的频域搜索范围，包括：从该引导信号的观测量信息中获取到该引导信号的总多普勒频偏观测量；基于该引导信号的预测星历信息和该引导信号的频率，确定出该引导信号的运动多普勒频偏；基于该引导信号的总多普勒频偏观测量和该引导信号的运动多普勒频偏，确定出本地晶振频偏；基于该卫星通信信号的预测星历信息，确定出在捕获该卫星通信信号的时刻该卫星通信信号的运动多普勒频偏；基于该卫星通信信号的频率、该本地晶振频偏、该卫星通信信号的运动多普勒频偏，确定出该卫星通信信号的中心频点；基于该卫星通信信号的中心频点，确定出该卫星通信信号的频域搜索范围。
13、这样，可以基于引导信号的观测量信息、引导信号的预测星历信息、引导信号的频率和卫星通信信号的频率，准确的确定出卫星通信信号的中心频点，进而确定出卫星通信信号的频域搜索范围。
14、在一种可能的实现方式中，该卫星通信信号的中心频点由如下公式确定：
15、fi＝ft+fbias+fvt
16、其中，fi为该卫星通信信号的中心频点，ft为该卫星通信信号的频率，fbias为该本地晶振频偏，fvt为该卫星通信信号的运动多普勒频偏。
17、在一种可能的实现方式中，该终端还包括：功分器、卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；该卫星导航接收通路的输出端与该功分器的输入端连接，该功分器的第一输出端与该卫星导航芯片的接收接口连接，该功分器的第二输出端与该卫星通信芯片的第二接收接口连接，该卫星通信接收通路的输出端与该卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，该卫星导航接收通路，用于接收该导航信号，并将该导航信号输入给该功分器；该功分器，用于将该导航信号分别输入给该卫星导航芯片和该卫星通信芯片；该卫星通信接收通路，用于接收该卫星通信信号，并将该卫星通信信号输入给该卫星通信芯片。
18、这样，通过功分器，让卫星通信芯片和卫星导航芯片共同使用一条卫星导航接收通路，可以实现卫星通信芯片先对引导信号进行捕获，以确定出引导的观测量信息，进而确定出卫星通信信号的时域搜索范围和/频域搜素范围，完成对卫星通信信号的快速捕获。
19、在一种可能的实现方式中，该终端还包括：第一卫星导航接收通路、第二卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；该第一卫星导航接收通路的输出端与该卫星导航芯片的接收接口连接，该第二卫星导航接收通路的输出端与该卫星通信芯片的第二接收接口连接，该卫星通信接收通路的输出端与该卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，该第一卫星导航接收通路，用于接收该导航信号，并将该导航信号输入给该卫星导航芯片；该第二卫星导航接收通路，用于接收该引导信号，并将该引导信号输入给该卫星通信芯片；该卫星通信接收通路，用于接收该卫星通信信号，并将该卫星通信信号输入给该卫星通信芯片。
20、这样，增加一条卫星导航接收通路与卫星通信芯片连接，可以让卫星通信芯片也能接收到导航信号。进而，可以实现卫星通信芯片先对导航信号中的引导信号进行捕获，以确定出引导信号的观测量信息。接着，卫星通信芯片可以确定出卫星通信信号的时域搜索范围和/频域搜素范围，完成对卫星通信信号的快速捕获。
21、在一种可能的实现方式中，该终端上预存有该卫星通信地面设备的位置、该多个导航信号的预测星历信息和该卫星通信信号的预测星历信息。
22、在一种可能的实现方式中，该引导信号的信号质量高于指定信号质量阈值。
23、这样，将信号质量好的导航信号，作为引导信号，可以提升后续卫星通信芯片620捕获引导信号的成功率，以快速确定出卫星通信信号的毫秒边界，实现对卫星通信信号的快速捕获跟踪。
24、在一种可能的实现方式中，该信号质量包括以下任一项：载噪比、信噪比和信号强度。
25、第二方面，本技术提供了一种卫星通信信号的捕获方法，应用于终端，该终端包括卫星导航芯片和卫星通信芯片；该方法包括：通过该卫星导航芯片基于接收到的多个导航信号进行定位，确定该终端的位置、该多个导航信号的实时信息，该实时信息包括卫星标识和信号质量；基于该多个导航信号的实时信息从该多个导航信号中确定出引导信号；获取该引导信号的预测星历信息、卫星通信地面设备的位置和卫星通信信号的预测星历信息；通过该卫星通信芯片基于该引导信号的卫星标识对该引导信号进行捕获，获取该引导信号的观测量信息；通过该卫星通信芯片基于该引导信号的观测量信息和该引导信号的预测星历信息，确定出该卫星通信信号的毫秒边界；通过该卫星通信芯片基于该卫星通信信号的毫秒边界，该终端的位置、该卫星通信地面设备的位置、该卫星通信信号的预测星历信息，确定出该卫星通信信号的时域搜索范围；通过该卫星通信芯片在该卫星通信信号的时域搜索范围内，捕获该卫星通信信号。
26、在一种可能的实现方式中，该基于该引导信号的观测量信息和该引导信号的预测星历信息，确定出该卫星通信信号的毫秒边界，包括：基于该引导信号的预测星历信息，确定出捕获到该引导信号时该引导信号对应的导航卫星的位置和该导航卫星的卫星时钟误差；从该引导信号的观测量信息中获取该引导信号的发送时刻；基于捕获到该引导信号时该引导信号对应的导航卫星的位置和该终端的位置，确定出该导航卫星与该终端之间的真实几何距离；基于该导航卫星与该终端之间的真实几何距离、该导航卫星的卫星时钟误差和该引导信号的发送时刻，确定出该卫星通信信号的毫秒边界。
27、在一种可能的实现方式中，该卫星通信信号的毫秒边界通过如下公式确定：
28、
29、其中，tumod为卫星通信信号的毫秒边界，r该导航卫星与该终端之间的真实几何距离，t′smod为该引导信号的发送时刻，δt为该导航卫星的卫星时钟误差，c为电磁波在空气中的传播速度。
30、在一种可能的实现方式中，该方法还包括：通过该卫星通信芯片基于该引导信号的观测量信息、该引导信号的预测星历信息、该引导信号的频率和该卫星通信信号的频率，确定出该卫星通信信号的频域搜索范围；通过该卫星通信芯片在该卫星通信信号的频域搜索范围内，捕获该卫星通信信号。
31、在一种可能的实现方式中，该基于该引导信号的观测量信息、该引导信号的预测星历信息、该引导信号的频率和该卫星通信信号的频率，确定出该卫星通信信号的频域搜索范围，包括：从该引导信号的观测量信息中获取到该引导信号的总多普勒频偏观测量；基于该引导信号的预测星历信息和该引导信号的频率，确定出该引导信号的运动多普勒频偏；基于该引导信号的总多普勒频偏观测量和该引导信号的运动多普勒频偏，确定出本地晶振频偏；基于该卫星通信信号的预测星历信息，确定出在捕获该卫星通信信号的时刻该卫星通信信号的运动多普勒频偏；基于该卫星通信信号的频率、该本地晶振频偏、该卫星通信信号的运动多普勒频偏，确定出该卫星通信信号的中心频点；基于该卫星通信信号的中心频点，确定出该卫星通信信号的频域搜索范围。
32、在一种可能的实现方式中，该卫星通信信号的中心频点由如下公式确定：
33、ft＝ft+fbias+fvt
34、其中，fi为该卫星通信信号的中心频点，ft为该卫星通信信号的频率，fbias为该本地晶振频偏，fvt为该卫星通信信号的运动多普勒频偏。
35、在一种可能的实现方式中，该终端还包括：功分器、卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；该卫星导航接收通路的输出端与该功分器的输入端连接，该功分器的第一输出端与该卫星导航芯片的接收接口连接，该功分器的第二输出端与该卫星通信芯片的第二接收接口连接，该卫星通信接收通路的输出端与该卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，该卫星导航接收通路，用于接收该导航信号，并将该导航信号输入给该功分器；该功分器，用于将该导航信号分别输入给该卫星导航芯片和该卫星通信芯片；该卫星通信接收通路，用于接收该卫星通信信号，并将该卫星通信信号输入给该卫星通信芯片。
36、在一种可能的实现方式中，该终端还包括：第一卫星导航接收通路、第二卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；该第一卫星导航接收通路的输出端与该卫星导航芯片的接收接口连接，该第二卫星导航接收通路的输出端与该卫星通信芯片的第二接收接口连接，该卫星通信接收通路的输出端与该卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，该第一卫星导航接收通路，用于接收该导航信号，并将该导航信号输入给该卫星导航芯片；该第二卫星导航接收通路，用于接收该引导信号，并将该引导信号输入给该卫星通信芯片；该卫星通信接收通路，用于接收该卫星通信信号，并将该卫星通信信号输入给该卫星通信芯片。
37、在一种可能的实现方式中，该终端上预存有该卫星通信地面设备的位置、该多个导航信号的预测星历信息和该卫星通信信号的预测星历信息。
38、在一种可能的实现方式中，该引导信号的信号质量高于指定信号质量阈值。
39、在一种可能的实现方式中，该信号质量包括以下任一项：载噪比、信噪比和信号强度。
40、第三方面，本技术提供了一种芯片系统，应用于终端，该芯片系统包括：卫星导航芯片和卫星通信芯片；该芯片系统可以执行上述任一方面任一项可能的实现方式中的卫星通信信号的捕获方法。
41、第四方面，本技术提供了一种通信装置，包括一个或多个处理器和一个或多个存储器。该一个或多个存储器与一个或多个处理器耦合，一个或多个存储器用于存储计算机程序代码，计算机程序代码包括计算机指令，当一个或多个处理器执行计算机指令时，使得通信装置执行上述任一方面任一项可能的实现方式中的卫星通信信号的捕获方法。
42、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机存储介质，包括计算机指令，当计算机指令在终端上运行时，使得终端执行上述任一方面任一项可能的实现方式中的卫星通信信号的捕获方法。
43、第六方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，使得计算机执行上述任一方面任一项可能的实现方式中的卫星通信信号的捕获方法。
44、上述第二方面至第六方面的有益效果，请参见第一方面的有益效果，不重复赘述。
技术特征：
1.一种终端，其特征在于，包括：处理器、卫星导航芯片和卫星通信芯片；其中，
2.根据权利要求1所述的终端，其特征在于，所述基于所述引导信号的观测量信息和所述引导信号的预测星历信息，确定出所述卫星通信信号的毫秒边界，包括：
3.根据权利要求2所述的终端，其特征在于，所述卫星通信信号的毫秒边界通过如下公式确定：
4.根据权利要求1-3中任一项所述的终端，其特征在于，所述卫星通信芯片，还用于：
5.根据权利要求4所述的终端，其特征在于，所述基于所述引导信号的观测量信息、所述引导信号的预测星历信息、所述引导信号的频率和所述卫星通信信号的频率，确定出所述卫星通信信号的频域搜索范围，包括：
6.根据权利要求5所述的终端，其特征在于，所述卫星通信信号的中心频点由如下公式确定：
7.根据权利要求1-6中任一项所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：功分器、卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；所述卫星导航接收通路的输出端与所述功分器的输入端连接，所述功分器的第一输出端与所述卫星导航芯片的接收接口连接，所述功分器的第二输出端与所述卫星通信芯片的第二接收接口连接，所述卫星通信接收通路的输出端与所述卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，
8.根据权利要求1-6中任一项所述的终端，其特征在于，所述终端还包括：第一卫星导航接收通路、第二卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；所述第一卫星导航接收通路的输出端与所述卫星导航芯片的接收接口连接，所述第二卫星导航接收通路的输出端与所述卫星通信芯片的第二接收接口连接，所述卫星通信接收通路的输出端与所述卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，
9.根据权利要求1-8中任一项所述的终端，其特征在于，所述终端上预存有所述卫星通信地面设备的位置、所述多个导航信号的预测星历信息和所述卫星通信信号的预测星历信息。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的终端，其特征在于，所述引导信号的信号质量高于指定信号质量阈值。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的终端，其特征在于，所述信号质量包括以下任一项：载噪比、信噪比和信号强度。
12.一种卫星通信信号的捕获方法，其特征在于，应用于终端，所述终端包括卫星导航芯片和卫星通信芯片；所述方法包括：
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述基于所述引导信号的观测量信息和所述引导信号的预测星历信息，确定出所述卫星通信信号的毫秒边界，包括：
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述卫星通信信号的毫秒边界通过如下公式确定：
15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述基于所述引导信号的观测量信息、所述引导信号的预测星历信息、所述引导信号的频率和所述卫星通信信号的频率，确定出所述卫星通信信号的频域搜索范围，包括：
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述卫星通信信号的中心频点由如下公式确定：
18.根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端还包括：功分器、卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；所述卫星导航接收通路的输出端与所述功分器的输入端连接，所述功分器的第一输出端与所述卫星导航芯片的接收接口连接，所述功分器的第二输出端与所述卫星通信芯片的第二接收接口连接，所述卫星通信接收通路的输出端与所述卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，
19.根据权利要求12-17中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端还包括：第一卫星导航接收通路、第二卫星导航接收通路和卫星通信接收通路；所述第一卫星导航接收通路的输出端与所述卫星导航芯片的接收接口连接，所述第二卫星导航接收通路的输出端与所述卫星通信芯片的第二接收接口连接，所述卫星通信接收通路的输出端与所述卫星通信芯片的第一接收接口连接；其中，
20.根据权利要求12-19中任一项所述的方法，其特征在于，所述终端上预存有所述卫星通信地面设备的位置、所述多个导航信号的预测星历信息和所述卫星通信信号的预测星历信息。
21.根据权利要求12-20中任一项所述的终端，其特征在于，所述引导信号的信号质量高于指定信号质量阈值。
22.根据权利要求12-21中任一项所述的方法，其特征在于，所述信号质量包括以下任一项：载噪比、信噪比和信号强度。
23.一种芯片系统，其特征在于，应用于终端，所述芯片系统包括卫星导航芯片和卫星通信芯片；所述芯片系统用于执行如权利要求12-22中任一项所述的方法。
24.一种计算机存储介质，其特征在于，包括计算机指令；当所述计算机指令在终端上运行时，使得所述终端执行如权利要求12-22中任一项所述的方法。
技术总结
本申请公开了一种卫星通信信号的捕获方法及相关装置，可以利用导航信号作为引导信号，通过卫星通信芯片在较短时间内完成对引导信号的捕获跟踪，以确定出卫星通信信号的毫秒边界。进而，通过卫星通信芯片基于卫星通信信号的毫秒边界、引导信号的观测量信息和预测星历信息等信息，确定出卫星通信信号的时域搜索范围和/或频域搜索范围，对卫星通信信号进行快速捕获跟踪，减少对卫星通信信号的捕获耗时。
技术研发人员：甘雯昱,钟继磊,钱锋,王宝
受保护的技术使用者：华为技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23