一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统和方法技术方案

本申请的一个实施例公开了一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统和方法。该系统包括：信关站，所述信关站包括信关站射频装置和信关站基带装置；用户终端，所述用户终端包括用户终端射频装置和用户终端基带装置；卫星通信载荷，所述卫星通信载荷包括馈电侧射频装置和用户侧射频装置，馈电侧射频装置与信关站射频装置线馈直连；用户侧射频装置与用户终端射频装置线馈直连；授时装置，用于保证卫星通信载荷、信关站和用户终端时间同步以及测试系统时间同步；信道模拟装置，用于模拟测试系统的传输信道的动态多普勒、时延和衰减特性。本申请构建逼近于真实在轨情况的地面测试环境，提供一种系统测试方法，为低轨卫星在轨成功通信提供可靠保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统和方法
本专利技术涉及低轨卫星通信领域。更具体地，涉及一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统和方法。
技术介绍
低轨卫星通信具有通信距离近、时延短、抗毁性强、覆盖范围广和速率高等优势，国内外正在加快对低轨卫星通信系统的建设及部署。不同于GEO卫星(即地球同步轨道卫星)，低轨卫星相对地面以较大的时空尺度运动，为星地信号传输带来了时延、多普勒频移和电平的动态变化，通信系统设计时需要充分考虑这些信道因素。另外，低轨卫星单星覆盖区域小，每天过境圈次有限，一次过境时间通常只有几分钟，导致对于地面某一固定的区域，卫星过境时间及方向均不相同，为地面测试带来困难。因此，卫星发射之前，有必要在地面搭建通信系统验证环境，模拟星地信道特性，对卫星通信系统进行充分验证。然而，现有卫星通信系统地面测试方法主要针对GEO卫星通信系统，GEO卫星终端移动对通信系统的性能影响较小，星地信道环境基本固定，用户与一颗GEO卫星可持续通信，现有的卫星通信系统地面测试方法不适用于低轨卫星通信系统的地面验证。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统和方法，来解决以上
技术介绍
部分提到的技术问题。为达到上述目的，本申请采用以下述技术方案：第一方面，本申请提供一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统，该系统包括：信关站，所述信关站包括信关站射频装置和信关站基带装置；用户终端，所述用户终端包括用户终端射频装置和用户终端基带装置；卫星通信载荷，所述卫星通信载荷包括馈电侧射频装置和用户侧射频装置，所述馈电侧射频装置与所述信关站射频装置线馈直连；所述用户侧射频装置与所述用户终端射频装置线馈直连；授时装置，用于保证所述卫星通信载荷、信关站和用户终端时间同步以及所述测试系统时间同步；信道模拟装置，用于模拟所述测试系统的传输信道的动态多普勒、时延和衰减特性。在一个具体实施例中，所述测试系统的传输信道包括：前向信道，用于通过所述卫星通信载荷传输所述信关站到所述用户终端的第一通信信号；返向信道用于通过所述卫星通信载荷传输所述用户终端到所述信关站的第二通信信号。在一个具体实施例中，所述前向信道包括馈电链路上行、用户链路下行；所述返向信道包括用户链路上行、馈电链路下行。在一个具体实施例中，所述信道模拟装置接入所述馈电链路上行、用户链路下行、馈电链路下行和用户链路上行。在一个具体实施例中，所述信道模拟装置接入所述信关站的中频带接口和所述用户终端的中频带接口，其中，所述信关站的中频带接口设置于所述信关站射频装置和信关站基带装置之间；所述用户终端的中频带接口设置于所述用户终端射频装置和用户终端基带装置之间。第二方面，本申请还提供了一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试方法，该方法包括：利用上述第一方面提供的测试系统构建地面线馈测试环境；仿真卫星通信场景，获取所述卫星的初始星历、信关站位置信息、用户终端位置信息、通信起始时刻t0和通信结束时刻t1；测试环境参数配置，其中，包括：信关站参数注入，完成信关站的配置；用户终端参数注入，完成用户终端的配置；按照通信场景完成信道模拟装置的参数配置；测试环境授时，设置信道模拟装置运行起始时间为t0，并触发等待运行；t0时刻时，信道模拟装置给输入的所述第一通信信号或第二通信信号实时添加多普勒、时延和衰减特性，地面线馈测试开始，t1时刻结束。在一个具体实施例中，所述测试环境授时包括：设置授时装置的初始时间为t0-Δt，所述Δt为准备测试的时间余量；运行所述授时装置，给信关站、用户终端、信道模拟装置提供统一的系统时间，完成整个测试环境的时间同步。在一个具体实施例中，所述信关站参数包括信关站位置信息和所述卫星的初始星历；所述用户终端参数包括用户终端位置信息和所述卫星的初始星历。在一个具体实施例中，所述通信场景不变时，能应用所述信关站、用户终端和信道模拟装置的参数配置，从测试环境授时开始，展开下一次测试。本申请的有益效果如下：本申请所述技术方案提出一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统和方法，为低轨卫星在轨成功通信提供可靠保障，解决了地面测试环境难以逼近真实信道、试验操作复杂、验证不充分的问题。进一步，该测试方法操作简便、具有可重复性，能够满足低轨卫星通信系统地面验证的需求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出根据本申请的一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统的一个实施例的结构示意图。图2示出根据本申请的一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试方法的一个实施例的流程图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分。实施例一本领域技术人员应当理解，低轨卫星通信系统通常由空间段、地面段和用户段组成。其中，空间段包括低轨卫星，卫星上承载有卫星通信载荷，用于转发和放大来自信关站或用户终端的通信传输信号；地面段包括综合运控中心、信关站、测控站等；用户段为各型谱用户终端。图1示出了根据本申请的一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统的一个实施例的结构示意图。如图1所示，该测试系统由信关站100、用户终端102、卫星通信载荷104、信道模拟装置108以及授时装置106组成。在一个具体实施例中，信关站100、用户终端102和基于透明转发体制的卫星通信载荷104均不带天线。信关站100包括信关站射频装置和信关站基带装置两部分，其中信关站射频装置用于对通信信号的收发放大及变频，信关站基带装置用于对通信信号的调制解析；基于相似的原理，用户终端102包括用户终端射频装置和用户终端基带装置。卫星通信载荷104包括用户侧射频装置和馈电侧射频装置，其中，馈电侧射频装置与信关站射频装置线馈直连；用户侧射频装置与用户终端射频装置线馈直连。在一个具体实施例中，如图1所示，所述测试系统的传输信道按通信信号传输方向的不同，可分为前向信道和返向信道。其中，前向信道用于通过所述卫星通信载荷104传输所述信关站100到用户终端102的第一通信信号；返向信道用于通过所述卫星通信载荷104传输所述用户终端102到信关站100的第二通信信号。本领域技术人员应当理解，前向信道包括馈电链路上行和用户链路下行；返向信道包括用户链路上行和馈电链路下行。也就是说，如图1所示，当信关站100向用户终端102进行通信时，第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统，其特征在于，包括：/n信关站，所述信关站包括信关站射频装置和信关站基带装置；/n用户终端，所述用户终端包括用户终端射频装置和用户终端基带装置；/n卫星通信载荷，所述卫星通信载荷包括馈电侧射频装置和用户侧射频装置，其中，所述馈电侧射频装置与所述信关站射频装置线馈直连；所述用户侧射频装置与所述用户终端射频装置线馈直连；/n授时装置，用于保证所述卫星通信载荷、信关站和用户终端时间同步以及所述测试系统时间同步；/n信道模拟装置，用于模拟所述测试系统的传输信道的动态多普勒、时延和衰减特性。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨卫星通信的地面线馈测试系统，其特征在于，包括：
信关站，所述信关站包括信关站射频装置和信关站基带装置；
用户终端，所述用户终端包括用户终端射频装置和用户终端基带装置；
卫星通信载荷，所述卫星通信载荷包括馈电侧射频装置和用户侧射频装置，其中，所述馈电侧射频装置与所述信关站射频装置线馈直连；所述用户侧射频装置与所述用户终端射频装置线馈直连；
授时装置，用于保证所述卫星通信载荷、信关站和用户终端时间同步以及所述测试系统时间同步；
信道模拟装置，用于模拟所述测试系统的传输信道的动态多普勒、时延和衰减特性。


2.根据权利要求1所述的测试系统，其特征在于，所述测试系统的传输信道包括：前向信道，用于通过所述卫星通信载荷传输所述信关站到所述用户终端的第一通信信号；返向信道，用于通过所述卫星通信载荷传输所述用户终端到所述信关站的第二通信信号。


3.根据权利要求2所述的测试系统，其特征在于，所述前向信道包括馈电链路上行、用户链路下行；所述返向信道包括用户链路上行、馈电链路下行。


4.根据权利要求3所述的测试系统，其特征在于，所述信道模拟装置接入所述馈电链路上行、用户链路下行、馈电链路下行和用户链路上行。


5.根据权利要求4所述的测试系统，其特征在于，所述信道模拟装置接入所述信关站的中频带接口和所述用户终端的中频带接口，其中，
所述信关站的中频带接口设置于所述信关站射频装置和信关站基带装置之间；
所述用户终端的中频带接口设置于所述用户终端射频装置和用户终端基带...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝珊珊，王崇，王文福，武爱景，宋宏伟，李星，
申请(专利权)人：航天科工空间工程发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42