引言
随着非地面网络（Non‑Terrestrial Network, NTN）技术的快速发展，低轨星座卫星通信凭借覆盖范围广、传输损耗低、部署灵活等优势，成为5G/6G通信体系的重要组成部分，广泛应用于全域通信覆盖、应急通信、物联网数据传输等场景[1]。与地面移动通信不同，低轨卫星在轨运行速度可达7 km/s，卫星与地面终端之间存在高速相对运动，由此带来显著且快速变化的传播时延和多普勒频移[2-5]。国际组织3GPP在NTN研究与规范中进一步明确，终端结合定位信息、服务卫星星历和公共定时提前信息，自主求解不同通信时隙的多普勒频移与信号传输时延，完成定时与频率预补偿量[6]。因此，终端不仅需要保障求解精度，还需在有限算力与能耗约束下支持连续、批量运算。
围绕上述问题，现有公开文献中，大量研究工作集中于轨道模型修正、星历误差补偿、多普勒抑制算法设计等[7-10]，侧重于提升链路接收性能；而针对终端本地多时隙批量预测的轻量化算法研究相对较少。
传统的时频同步参量计算方法中，终端对每一个目标时隙均完整执行平近点角计算、偏近点角迭代求解、真近点角求解、轨道平面位置速度计算、坐标系转换、星地距离求解、时延与多普勒计算完整流程。当需要预测的时隙数量较多时，每一个时隙都要执行迭代运算、三角函数运算以及旋转矩阵乘法，计算量随时隙数量线性增长。对于功耗、算力资源有限的卫星通信终端而言，大量计算会带来终端处理时延增加、功耗上升，缩短终端工作寿命，不利于大规模部署。
针对上述痛点，本文提出一种可提升计算效率的时频同步参量高效计算方法，通过剥离时间无关公共参数、同时引入锚点时隙精确传播和区间线性插值相结合的优化策略替代全量迭代，减少开普勒方程迭代与坐标变换的执行次数，在保证时频偏精度可控的前提下，降低终端运算复杂度。本文首先介绍系统模型，针对传统方法的不足详细阐述所提优化算法，并从计算复杂度、加速比和插值误差三方面对算法性能进行评估，最后给出结论。
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作者信息：
梁昊1，2，崔镇东2，刘继超1，姚琦渊1，朱雪田1，林文亮2
（1.中国星网网络创新研究院有限公司，北京 100029；
2.北京邮电大学，北京 100876）
