用于航天器间通信信号的功率控制方法技术

本发明专利技术涉及一种用于航天器间通信信号的功率控制方法，包括：S1.从航天器获取主航天器发送的前向参考信号，以及根据所述前向参考信号获取前向参考功率Pr；S2.所述从航天器根据所述前向参考功率Pr设定返向初始功率Pi，并且所述从航天器以所述返向初始功率Pi向所述主航天器发射返向信号，以请求建立通信连接；S3.所述主航天器根据所接收到的所述返向信号，并与所述从航天器建立通信连接；S4.通信连接建立，所述主航天器对接收到的所述从航天器发射的返向信号的返向功率Pf进行评估，并根据所述评估结果向所述从航天器发送功率控制信号。主航天器通过自动控制各从航天器反射返向信号的功率，降低了主航天器和从航天器之间通信链路的能耗。

Power control method for communication signals between spacecrafts

The invention relates to a method for spacecraft power communication signal control method, including: S1. for spacecraft sent from the spacecraft to the reference signal, and to obtain the reference signal according to the prior to the reference power Pr; the S2. from the spacecraft according to the forward reference power Pr set back to the initial power Pi, and the spacecraft from the initial power to return to Pi to the main spacecraft to return to the signal, to request to establish communication links; S3. the main spacecraft based on the received signal to the back, and the spacecraft from the establishment of a communication connection; S4. communication connection is established, the the main spacecraft of the received signal from the spacecraft to return back to the power of Pf was assessed according to the assessment results to the transmission power control signal from the spacecraft. The main spacecraft reduces the energy consumption of the communication link between the main spacecraft and the spacecraft by automatically controlling the power to reflect the return signal from the spacecraft.

【技术实现步骤摘要】
用于航天器间通信信号的功率控制方法
本专利技术涉及一种通信信号的功率控制方法，尤其涉及一种用于航天器间通信信号的功率控制方法。
技术介绍
随着空间科学技术的发展，航天任务的复杂度不断提高。针对一些复杂的航天任务，面临一对多的航天器之间的邻近空间通信的需求，即一个主航天器同时与多个从航天器进行邻近空间通信。由于从航天器的活动范围不同，信道环境不同，信号衰减程度不一致，会导致主航天器接收到的多个从航天器的信号的信干比不同，可能引起返向信号接收解调不均衡，即远近效应。国际空间站虽然采用时分多址(TDMA)解决了多用户邻近空间通信带来的远近效应问题，但具有功耗大、通信效率低的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于航天器间通信信号的功率控制方法，解决航天器在邻近空间之间通信功耗高的问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种用于航天器间通信信号的功率控制方法，包括：S1.从航天器获取主航天器发送的前向参考信号，以及根据所述前向参考信号获取前向参考功率Pr；S2.所述从航天器根据所述前向参考功率Pr设定返向初始功率Pi，并且所述从航天器以所述返向初始功率Pi向所述主航天器发射返向信号，以请求建立通信连接；S3.所述主航天器根据所接收到的所述返向信号，并与所述从航天器建立通信连接；S4.通信连接建立，所述主航天器对接收到的所述从航天器发射的返向信号的返向功率Pf进行评估，并根据所述评估结果向所述从航天器发送功率控制信号。根据本专利技术的一个方面，根据所述前向参考信号获取前向参考功率Pr的步骤中，基于所述前向参考信号利用预先设定的自动增益控制值计算出所述前向参考功率Pr。根据本专利技术的一个方面，所述从航天器根据所述前向参考功率Pr进行返向初始功率Pi的设定的步骤包括：S21.所述从航天器获取预先设定的所述主航天器的前向初始功率Pt；S22.根据获取的所述前向参考功率Pr和所述前向初始功率Pt计算出衰减功率Ploss，其中，Ploss＝Pt-Pr；S23.所述从航天器获取预先设定的所述主航天器需要接收的返回期望功率Pe，以及功率余量Ps；S24.根据所述衰减功率Ploss、所述返回期望功率Pe和所述功率余量Ps计算出返向初始功率Pi，其中，Pi＝Pe+Ploss-Ps。根据本专利技术的一个方面，所述主航天器中预先设定的返向期望功率Pe需要满足：Pmin≤Pe≤Pmax；其中，Pmin和Pmax分别为所述主航天器允许接收的信号的最小返回功率和最大返回功率。根据本专利技术的一个方面，所述主航天器根据所接收到的所述返向信号，并与所述从航天器建立通信连接的步骤中包括：S31.所述主航天器接收所述返向信号，以及根据所述返向信号获取返向功率Pf，其中，返向功率Pf是所述从航天器发射的返向信号被所述主航天器接收后的信号功率；S32.将所述返向功率Pf与所述最小返回功率Pmin比较；S33.当满足Pf≥Pmin，所述主航天器向所述从航天器发送确认信息，以建立通信连接。根据本专利技术的一个方面，所述主航天器根据所接收到的所述返向信号，并与所述从航天器建立通信连接的步骤中还包括：当Pf＜Pmin，则所述返向初始功率Pi增加预先设定的第一步进功率ΔP1作为第二返向初始功率，所述从航天器以所述第二返向初始功率向所述主航天器发送第二返向信号，以请求建立通信连接；直至Pf≥Pmin，所述主航天器向所述从航天器发送确认信息，以建立通信连接。根据本专利技术的一个方面，通信连接建立，所述主航天器对接收到的所述从航天器发射的返向信号的返向功率Pf进行评估，并根据所述评估结果向所述从航天器发送功率控制信号的步骤中包括：S41.设定控制周期t，获取所述控制周期t内接收的所述返向信号的误码率，并基于所述误码率设定门限信干比St；S42.所述主航天器获得所述控制周期t内接收的所述返向信号的返向信干比Sa；S42.所述主航天器根据所述返向信干比Sa与所述门限信干比St的比较结果对所述从航天器发射所述返向信号的所述返向初始功率Pi控制。根据本专利技术的一个方面，所述主航天器根据所述返向信干比Sa与所述门限信干比St的比较结果对所述从航天器发射所述返向信号的所述返向初始功率Pi控制的步骤中包括：当Sa＞St时，所述主航天器发送前向控制信号控制所述从航天器降低所述返向初始功率Pi；当Sa＜St时，所述主航天器发送前向控制信号控制所述从航天器升高所述返向初始功率Pi；当Sa＝St时，所述主航天器发送前向控制信号控制所述从航天器保持所述返向初始功率Pi。根据本专利技术的一个方面，所述功率控制信号的信号帧嵌入有控制码；其中，控制码为“00”表示增加功率，控制码为“01”表示减小功率，控制码为“11”表示功率不变。根据本专利技术的一个方面，所述主航天器对所述从航天器进行功率控制的过程中，所述从航天器的所述返向初始功率Pi按照第二功率步进ΔP2进行调整，其满足：Pi(n)＝Pi(n-1)+ΔP2×Tpc式中：Pi(n)为当前控制周期t内的返向初始功率，Pi(n-1)为前一控制周期t内的返向初始功率，Tpc为与所述控制码相对应的值，其中，控制码为“00”时，Tpc＝1；控制码为“01”时，Tpc＝-1；控制码为“11”时，Tpc＝0。根据本专利技术的一个方案，根据接收返向信号的信号帧中的控制码，调整从航天器的发射返向信号的返向初始功率，从而保证主航天器接收到的返向信号的返向功率与主航天器中设定的最小返回功率接近相等，即保证了主航天器接收的从航天器的返向信号的返向信干比与主航天器中的门限信干比相等，从而避免主航天器和从航天器之间通信的远近效应。进一步保证了通信链路的稳定性。根据本专利技术的一个方案，可实现主航天器与多个从航天器之间进行通信，主航天器通过自动控制各从航天器反射返向信号的功率，有效控制了主航天器与从航天器之间的通信功率，避免了能源的浪费，降低了主航天器和从航天器之间通信链路的能耗。同时，控制主航天器与从航天器之间的通信功率处在合理的范围内，有利于保证主航天器与从航天器的通信设备的使用寿命，进一步保证了主航天器和从航天器的使用寿命。根据本专利技术的一个方案，可实现主航天器与多个从航天器之间进行通信，主航天器通过自动控制各从航天器反射返向信号的功率，避免由于多个从航天器的活动位置不同导致通信不均衡及互相干扰，杜绝远近效应的影响，提升了主航天器和从航天器之间通信的可靠性。根据本专利技术的一个方案，根据本专利技术的方法，通过从航天器向主航天器发射返向信号，并且从航天器自动调整发射返向信号的返向初始功率，提高了主航天器和从航天器之间通信链路连接效率。同时，通过从航天器自适应的调整返向初始功率，避免了主航天器对发射前向参考信号的前向初始功率的调整，保证了主航天器能够同时向多个从航天器发射前向参考信号，提高了主航天器与多个从航天器之间通信链路的连接效率。附图说明图1示意性表示根据本专利技术的步骤框图；图2示意性表示根据本专利技术的流程图；图3示意性表示根据本专利技术的返向信号的返向初始功率变化图；图4示意性表示根据本专利技术的控制信号的帧结构图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于航天器间通信信号的功率控制方法，包括：S1.从航天器获取主航天器发送的前向参考信号，以及根据所述前向参考信号获取前向参考功率Pr；S2.所述从航天器根据所述前向参考功率Pr设定返向初始功率Pi，并且所述从航天器以所述返向初始功率Pi向所述主航天器发射返向信号，以请求建立通信连接；S3.所述主航天器根据所接收到的所述返向信号，并与所述从航天器建立通信连接；S4.通信连接建立，所述主航天器对接收到的所述从航天器发射的返向信号的返向功率Pf进行评估，并根据所述评估结果向所述从航天器发送功率控制信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于航天器间通信信号的功率控制方法，包括：S1.从航天器获取主航天器发送的前向参考信号，以及根据所述前向参考信号获取前向参考功率Pr；S2.所述从航天器根据所述前向参考功率Pr设定返向初始功率Pi，并且所述从航天器以所述返向初始功率Pi向所述主航天器发射返向信号，以请求建立通信连接；S3.所述主航天器根据所接收到的所述返向信号，并与所述从航天器建立通信连接；S4.通信连接建立，所述主航天器对接收到的所述从航天器发射的返向信号的返向功率Pf进行评估，并根据所述评估结果向所述从航天器发送功率控制信号。2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，根据所述前向参考信号获取前向参考功率Pr的步骤中，基于所述前向参考信号利用预先设定的自动增益控制值计算出所述前向参考功率Pr。3.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征在于，所述从航天器根据所述前向参考功率Pr进行返向初始功率Pi的设定的步骤包括：S21.所述从航天器获取预先设定的所述主航天器的前向初始功率Pt；S22.根据获取的所述前向参考功率Pr和所述前向初始功率Pt计算出衰减功率Ploss，其中，Ploss＝Pt-Pr；S23.所述从航天器获取预先设定的所述主航天器需要接收的返回期望功率Pe，以及功率余量Ps；S24.根据所述衰减功率Ploss、所述返回期望功率Pe和所述功率余量Ps计算出返向初始功率Pi，其中，Pi＝Pe+Ploss-Ps。4.根据权利要求3所述的功率控制方法，其特征在于，所述主航天器中预先设定的返向期望功率Pe需要满足：Pmin≤Pe≤Pmax；其中，Pmin和Pmax分别为所述主航天器允许接收的信号的最小返回功率和最大返回功率。5.根据权利要求4所述的功率控制方法，其特征在于，所述主航天器根据所接收到的所述返向信号，并与所述从航天器建立通信连接的步骤中包括：S31.所述主航天器接收所述返向信号，以及根据所述返向信号获取返向功率Pf，其中，返向功率Pf是所述从航天器发射的返向信号被所述主航天器接收后的信号功率；S32.将所述返向功率Pf与所述最小返回功率Pmin比较；S33.当满足Pf≥Pmin，所述主航天器向所述从航天器发送确认信息，以建立通信连接。6.根据权利要求5所述的功率控制方法，其特征在于，所述主航...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙吟，郭佩，张璐，黄克武，程钊，易予生，田庄，崔久鹏，齐鑫，陈淞，刘超，刘伟升，
申请(专利权)人：北京空间技术研制试验中心，
类型：发明
国别省市：北京,11