一种卫星移动通信的阴影遮挡检测方法技术

本发明专利技术公开了一种卫星移动通信的阴影遮挡检测方法，包括以下步骤：1)进行动中通波束与目标卫星的对准；2)当无遮挡且对准时，统计分析接收信号强度值的最大值M，再设置接收信号的强度门限值Tn及Tr；3)在t时刻采集接收信号的强度值为Vt；4)当Vt<Tn时，则表明目标卫星被完全遮挡；否则，则转至步骤5)；5)当天线的载体进入遮挡区域，启动定时器，并使天线停止跟踪卫星，保持天线当前波束的指向；当天线的载体没有进入阴影遮挡区域，则使天线继续跟踪卫星，当天线的载体走出阴影遮挡区域时，则重新启动天线跟踪卫星；当P3≤η时，则表明天线的载体处于阴影遮挡区域内；该方法能够快速、准确的检测卫星通信是否被阴影遮挡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星通信
，涉及一种卫星移动通信的阴影遮挡检测方法。
技术介绍
在动中通卫星通信中，载体的运动会导致卫星通信信道环境的随机变化。Ku波段的电磁波波长只有几厘米，当目标卫星受到路边的高楼、广告牌、路上的天桥、涵洞等障碍物的视线遮挡时，动中通将无法接收到信号，卫星通信链路会被阻断。快速、准确地判断动中通卫星链路的状态是确保动中通可靠通信的必然要求。根据动中通天线波束宽度、障碍物尺寸以及两者之间的位置关系，视线遮挡可分为部分遮挡和完全遮挡，在部分遮挡的条件下，如电线杆、广告牌等障碍物的遮挡，接收机仍然能接收到部分信号，但接收的信号幅度较小。由于障碍物尺寸较小，遮挡时间一般很短，若载体速度很快，那么可以忽略这种遮挡的影响；当障碍物尺寸较大，如道路旁边的高楼、涵洞等会完全阻断卫星通信链路，此时动中通将无法接收到有用信号。实际工作中，动中通还会受到路旁树木的遮挡。Ku频段电磁波的波长与春、秋季节时的树叶间隙相差不大，因此可以穿过狭小的树叶缝隙，动中通在春、秋季节经过树木等形成的阴影区域时，接收机中的信号强度会呈现随机起伏变化的特点，既有深度衰落也有轻度衰落。其深度衰落是由树叶、树干的遮挡造成，轻度衰落则是由于电磁波穿过树叶、树与树之间的缝隙导致的；若夏季路边的树木枝叶茂盛，动中通卫星链路则会被完全遮挡，导致接收信号的深度衰落。已公开的卫星动中通阴影遮挡检测方法的情况如下：1)“移动式卫星跟踪天线系统的控制方法”，(起亚自动车株式会社，中华人民共和国专利技术专利，ZL200310118219.3，2005)，该专利通过天线的360度旋转来测定天线指向是否受到障碍物的遮挡，但该方法无法判断树木阴影等情况，且由于需要将天线进行360度的旋转，一次判断耗时较长。2)“信号电平检测动态跟踪卫星天线”，(庞江帆，中华人民共和国使用新型专利，ZL200420058643.3，2006)，该专利采用卫星接收信号强度对时间的导数来判断天线指向是否被遮挡物遮挡，但该方法无法有效判断间歇性的遮挡，如路边树木、电线杆等。另外，由于梯度的敏感性，该方法在实际应用中会产生大量的虚假判断，缺乏可实践性。综上所述，到目前为止，尚未发现一种能对卫星移动通信中各种类型的阴影遮挡进行快速、准确检测的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种卫星移动通信的阴影遮挡检测方法，该方法能够快速、准确的检测卫星通信是否被阴影遮挡。为达到上述目的，本专利技术所述的卫星移动通信的阴影遮挡检测方法包括以下步骤：1)开机启动卫星移动通信系统，启动天线指向的稳定工作模式，搜索及捕获目标卫星，再启动跟踪过程，实现动中通波束与目标卫星的对准；2)当无遮挡且动中通波束与目标卫星的对准时，采集N个接收信号的强度值V＝[V1,V2,…VN]，并统计分析接收信号强度值的最大值M，再设置接收信号的强度门限值Tn及Tr，其中，Tn为完全遮挡条件下接收信号的强度的上限值，Tr为无阴影遮挡条件下接收信号的强度的下限值，将0～M划分为L1区间、L2区间及L2区间，其中，L1＝[0,Tn)、L2＝[Tn,Tr)、L3＝[Tr,M)，计算接收信号的强度值在L1区间、L2区间及L2区间内的频数Gi及频率Pi＝Gi/N，其中，i＝1,2,3，设置定时器标志Flag1＝0、Flag2＝0；3)在t时刻采集接收信号的强度值为Vt；4)启动定时器，当Vt<Tn时，则表明目标卫星被完全遮挡，判断检测定时器是否到达定时时间，当定时器到达定时时间时，则返回步骤1)，否则，停止天线跟踪卫星，并保持当前波束指向不变，再返回步骤3)；当Vt≥Tn时，则转至步骤5)；5)更新接收信号的强度值V，令V(n-1)更新为V(n)，其中n＝2,3,…,N，V(n)＝Vt，并更新Pi＝Gi/N；6)设η为正常条件下接收的统计量P3的下限，η>0.5，当P3>η，且天线接收到的信号的强度发生突变时，则表明天线的载体进入遮挡区域，启动定时器，并使天线停止跟踪卫星，保持天线当前波束的指向，并返回步骤3)；当P3>η时，当天线接收到的信号强度没有发生突变，则表明天线的载体没有进入或者走出阴影遮挡区域，此时当天线的载体没有进入阴影遮挡区域，则使天线继续跟踪卫星，当天线的载体走出阴影遮挡区域时，则重新启动天线跟踪卫星；当P3≤η时，则表明天线的载体处于阴影遮挡区域内，天线接收的信号强度不在正常状态，此时，当没有启动定时器，则启动进行定时器，并返回步骤3)；当定时器已经启动时，则计算定时器的启动时间，并根据定时器的启动时间判断定时器是否达到定时时间，当定时器达到定时时间时，则表明天线重新捕获到卫星，并返回步骤1)；当定时器没有达到定时时间时，则停止天线跟踪卫星，并保持天线的波束当前的指向，再返回步骤3)。步骤2)中t＝(N+K)Δt，其中，Δt为信号强度的更新间隔。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的卫星移动通信的阴影遮挡检测方法在具体操作时，将传统的卫星移动通信中的链路状态划分为三种类型，即卫星被完全遮挡、天线没有进入阴影遮挡区域及天线走进阴影遮挡区域，从而更加符合实际工作情况，同时本专利技术通过定时器对接收信号的强度采用短时统计，消除以往将天线指向旋转360°耗时长的问题，提高阴影遮挡检测判断的速度，同时消除传统利用接收信号强度的梯度检测判断时带来的虚假判断以及检测判断过于敏感的问题，提高阴影遮挡检测判断的准确性。附图说明图1为本专利技术中卫星移动通信不受遮挡的示意图；图2为本专利技术中卫星移动通信受大尺寸障碍物完全遮挡的示意图；图3为本专利技术的原理图；图4为本专利技术的流程图；图5为实施例一中卫星信号接收的原理图；图6为实施例一中无遮挡条件下接收的卫星信号强度变化图；图7为实施例一中目标卫星受电线杆与天桥遮挡时的接收信号强度变化图；图8为实施例一中目标卫星受树木阴影遮挡时的接收信号强度变化图；图9为实施例一中卫星移动通信受大尺寸障碍物遮挡时算法判断的示意图；图10为实施例一中卫星移动通信受树木阴影遮挡时算法判断的示意图；图11为实施例一中卫星移动通信受树木阴影遮挡时算法判断的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参考图1，本专利技术所述的卫星移动通信的阴影遮挡检测方法包括以下步骤：1)开机启动卫星移动通信系统，启动天线指向的稳定工作模式，搜索及捕获目标卫星，再启动跟踪过程，实现动中通波束与目标卫星的对准；2)当无遮挡且动中通波束与目标卫星的对准时，采集N个接收信号的强度值V＝[V1,V2,…VN]，并统计分析接收信号强度值的最大值M，再设置接收信号的强度门限值Tn及Tr，其中，Tn为完全遮挡条件下接收信号的强度的上限值，Tr为无阴影遮挡条件下接收信号的强度的下限值，将0～M划分为L1区间、L2区间及L2区间，其中，L1＝[0,Tn)、L2＝[Tn,Tr)、L3＝[Tr,M)，计算接收信号的强度值在L1区间、L2区间及L2区间内的频数Gi及频率Pi＝Gi/N，其中，i＝1,2,3，设置定时器标志Flag1＝0、Flag2＝0；3)在t时刻采集接收信号的强度值为Vt，t＝(N+K)Δt，其中，Δt为信号强度的更新频率；4)启动定时器，当Vt<Tn时，则表明目本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卫星移动通信的阴影遮挡检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开机启动卫星移动通信系统，启动天线指向的稳定工作模式，搜索及捕获目标卫星，再启动跟踪过程，实现动中通波束与目标卫星的对准；2)当无遮挡且动中通波束与目标卫星的对准时，采集N个接收信号的强度值V＝[V1,V2,…VN]，并统计分析接收信号强度值的最大值M，再设置接收信号的强度门限值Tn及Tr，其中，Tn为完全遮挡条件下接收信号的强度的上限值，Tr为无阴影遮挡条件下接收信号的强度的下限值，将0～M划分为L1区间、L2区间及L2区间，其中，L1＝[0,Tn)、L2＝[Tn,Tr)、L3＝[Tr,M)，计算接收信号的强度值在L1区间、L2区间及L2区间内的频数Gi及频率Pi＝Gi/N，其中，i＝1,2,3，设置定时器标志Flag1＝0、Flag2＝0；3)在t时刻采集接收信号的强度值为Vt；4)启动定时器，当Vt<Tn时，则表明目标卫星被完全遮挡，判断检测定时器是否到达定时时间，当定时器到达定时时间时，则返回步骤1)，否则，停止天线跟踪卫星，并保持当前波束指向不变，再返回步骤3)；当Vt≥Tn时，则转至步骤5)；5)更新接收信号的强度值V，令V(n‑1)更新为V(n)，其中n＝2,3,…,N，V(n)＝Vt，并更新Pi＝Gi/N；6)设η为正常条件下接收的统计量P3的下限，η>0.5，当P3>η，且天线接收到的信号的强度发生突变时，则表明天线的载体进入遮挡区域，启动定时器，并使天线停止跟踪卫星，保持天线当前波束的指向，并返回步骤3)；当P3>η时，当天线接收到的信号强度没有发生突变，则表明天线的载体没有进入或者走出阴影遮挡区域，此时当天线的载体没有进入阴影遮挡区域，则使天线继续跟踪卫星，当天线的载体走出阴影遮挡区域时，则重新启动天线跟踪卫星；当P3≤η时，则表明天线的载体处于阴影遮挡区域内，天线接收的信号强度不在正常状态，此时，当没有启动定时器，则启动进行定时器，并返回步骤3)；当定时器已经启动时，则计算定时器的启动时间，并根据定时器的启动时间判断定时器是否达到定时时间，当定时器达到定时时间时，则表明天线重新捕获到卫星，并返回步骤1)；当定时器没有达到定时时间时，则停止天线跟踪卫星，并保持天线的波束当前的指向，再返回步骤3)。...

【技术特征摘要】
1.一种卫星移动通信的阴影遮挡检测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)开机启动卫星移动通信系统，启动天线指向的稳定工作模式，搜索及捕获目标卫星，再启动跟踪过程，实现动中通波束与目标卫星的对准；2)当无遮挡且动中通波束与目标卫星的对准时，采集N个接收信号的强度值V＝[V1,V2,…VN]，并统计分析接收信号强度值的最大值M，再设置接收信号的强度门限值Tn及Tr，其中，Tn为完全遮挡条件下接收信号的强度的上限值，Tr为无阴影遮挡条件下接收信号的强度的下限值，将0～M划分为L1区间、L2区间及L2区间，其中，L1＝[0,Tn)、L2＝[Tn,Tr)、L3＝[Tr,M)，计算接收信号的强度值在L1区间、L2区间及L2区间内的频数Gi及频率Pi＝Gi/N，其中，i＝1,2,3，设置定时器标志Flag1＝0、Flag2＝0；3)在t时刻采集接收信号的强度值为Vt；4)启动定时器，当Vt<Tn时，则表明目标卫星被完全遮挡，判断检测定时器是否到达定时时间，当定时器到达定时时间时，则返回步骤1)，否则，停止天线跟踪卫星，并保持当前波束指向不变，再返回步骤3)；当Vt≥Tn时，则转至步骤5)；5)更新接收信号的强度值V，令V(n-1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚敏立，袁丁，张峰干，戴精科，郝路瑶，王梓涵，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61