空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法技术方案

本发明专利技术公开了一种空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，其步骤包括：获取相关计算参数信息；查找待计算空间频谱资源中满足目标频段条件的波束；将需要进行支持度计算的地球区域网格划分为K个网格点；分别利用用户需求的发射功率谱密度和解调门限判断每个网格点地球站是否达到卫星系统上行链路的最低通信要求；统计满足卫星通信系统上行链路的最低通信要求的网格点地球站数量，计算上行链路的支持度。本发明专利技术使用网格法对目标地球区域进行分解，支持度计算更加全面可信，且用户在需要粗略支持度时，可选择使用发射功率谱密度计算支持度，若需要精确支持度，则选择利用解调门限进行计算。本发明专利技术方法简单，具有较好工程可实现性。具有较好工程可实现性。具有较好工程可实现性。

【技术实现步骤摘要】
空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法。

技术介绍

[0002]空间频谱资源指的是卫星频率和轨道资源，是卫星系统发展的基本要素。随着卫星通信技术的发展壮大，世界各国对空间频谱资源的争夺越来越呈现白热化趋势。在对空间频谱资源进行利用时，需要评估其对卫星系统的价值，以判断该资源是否可以有效地应用到卫星系统中，以达到高效利用空间频谱资源的目的。上行链路的支持度指的是在卫星通信系统中由地球站能够成功发送信息到卫星系统的数量占比，在实际计算中，需要指定地球上的某个区域，将区域分割成网格点，分别计算网格点与空间频谱资源应用的卫星系统之间支持度。现有对空间频谱资源上行链路的支持度计算方法较为欠缺，导致目前暂无现有的实施方案，为了增强我国用于卫星系统的频轨资源储备量，研究并制定一套完整的空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法必不可少。

技术实现思路

[0003]针对现有对空间频谱资源上行链路的支持度计算方法较为欠缺的问题，本专利技术公开了一种空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，能够量化计算空间频谱资源对卫星系统上行链路的支持度，实现由经纬度区域计算出空间频谱资源是否达到卫星系统上行链路的最低通信要求。上行链路的支持度指的是在卫星通信系统中能够成功发送信息到卫星系统的地球站占总地球站的数量占比。
[0004]本专利技术公开了一种空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，其步骤包括：
[0005]S1、获取相关计算参数信息；其具体包括需要进行计算的空间频谱资源标识ntc_id，需要进行支持度计算的地球区域region，目标频段freq_need，以及对计算方法的选择标识method_flag，用户需求的发射功率谱密度psd，用户需求的解调门限thresold；
[0006]S2、查找待计算空间频谱资源中满足目标频段条件的波束；
[0007]根据空间频谱资源标识ntc_id，获取该资源下的所有波束，依次读取每个波束的频率范围，与目标频段freq_need进行比对，若二者存在重叠频段，则将该波束信息保存至数组freq_list中，将该波束作为空间频谱资源中满足目标频段条件的波束。
[0008]S3、将需要进行支持度计算的地球区域region网格划分为K个网格点；根据区域region在地图上的经纬度，将区域region均匀划分为K个网格点，每个网格点处设置有一个卫星通信系统的地球站，称为网格点地球站，每个网格点地球站由经纬度序列进行标识；对计算方法的选择标识method_flag 进行判断，若method_flag为0，则使用用户需求的发射功率谱密度psd进行网格点地球站的判断，转入步骤S4；若method_flag为1，则使用用户需求的解调门限thresold进行网格点地球站的判断，转入步骤S5。
[0009]S4、利用用户需求的发射功率谱密度判断每个网格点地球站是否达到卫星系统上行链路的最低通信要求，转到步骤S6；
[0010]根据步骤S3中得到的K个网格点地球站，按照顺序测试每个网格点地球站是否满足上行链路的最低通信要求，并在每个网格点地球站中设置标识 ok_flag字段来表示该网格点地球站是否满足上述要求，并将标识ok_flag字段初始化为0；对于每个网格点地球站，对freq_list中每个空间频谱资源中满足目标频段条件的每个波束，进行如下操作：
[0011]S41、判断网格点地球站是否已满足上行链路的最低通信要求，检测其标识ok_flag字段，若ok_flag为1，则说明该网格点地球站已满足上行链路的最低通信要求，直接结束本次操作，跳转到下一个网格点地球站继续对其波束进行操作；若ok_flag为0，则继续进入步骤S42。
[0012]S42、计算卫星通信系统中卫星与网格点地球站的路径距离d，其计算公式为：
[0013][0014]其中，θ为卫星与网格点地球站的经度之差，α为网格点地球站纬度。利用空间频谱资源标识ntc_id，获取卫星的经纬度坐标。
[0015]S43、计算波束中心频率f。根据波束的频率范围{freq_min,freq_max}，计算波束中心频率，其计算公式为：
[0016]f＝(freq_min+freq_max)/2；
[0017]S44、计算路径损耗L
F
。由路径d以及波束中心频率f，得到从网格点地球站到卫星之间的路径损耗L
F
，其计算公式为：
[0018]L
F
＝92.45+20lg(d
×
f)；
[0019]S45、计算网格点地球站发射功率P。根据波束对应的波束组标识grp_id，通过grp_id获取该波束组的最大发射功率pwr_ds_max，将其作为网格点地球站的发射功率P。波束组标识grp_id用于标识同一空间频谱资源标识下的具有某些相同性能的一组波束。
[0020]S46、计算网格点地球站发射增益G。根据波束对应的波束组标识grp_id，获取其对应的增益，将其作为网格点地球站的发射增益G。
[0021]S47、计算网格点地球站的有效全向辐射功率EIRP。根据路径损耗L
F
、发射功率P以及网格点地球站增益G，得到其有效全向辐射功率EIRP，其计算公式为：
[0022]EIRP＝P+G
‑
L
F
；
[0023]S48、检测该网格点地球站在此波束下是否达到卫星通信系统上行链路的最低通信要求。根据用户需求的发射功率谱密度psd进行判断，若 EIRP≥psd，则说明该网格点地球站在此波束下达到卫星通信系统上行链路的最低通信要求，并将ok_flag置为1；若EIRP＜psd，则说明该网格点地球站在此波束下不能达到卫星通信系统上行链路的最低通信要求。
[0024]S5、利用用户需求的解调门限计算每个网格点地球站是否达到卫星通信系统上行链路的最低通信要求，转到步骤S6；
[0025]根据步骤S3中得到的K个网格点地球站，依次计算每个网格点地球站是否满足卫星通信系统上行链路的最低通信要求，并在每个网格点地球站中设置标识ok_flag字段来表示该网格点地球站是否满足上述要求，将ok_flag 字段初始化为0；对于每个网格点地球站，对freq_list中每个空间频谱资源中满足目标频段条件的每个波束，进行如下操作：
[0026]S51、判断网格点地球站是否满足卫星通信系统上行链路的最低通信要求。检测其标识ok_flag字段，若ok_flag为1，则说明该网格点地球站满足卫星通信系统上行链路的最低通信要求，直接结束本次操作，跳转到下一个网格点地球站继续进行对其波束进行操作；若ok_flag为0，则继续进行步骤S52；
[0027]S52、计算卫星系统中卫星与网格点地球站的路径d。其计算公式如下：<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，其特征在于，其步骤包括：S1、获取相关计算参数信息；S2、查找待计算空间频谱资源中满足目标频段条件的波束；S3、将需要进行支持度计算的地球区域region网格划分为K个网格点；对计算方法的选择标识method_flag进行判断，若method_flag为0，则使用用户需求的发射功率谱密度psd进行网格点地球站的判断，转入步骤S4；若method_flag为1，则使用用户需求的解调门限thresold进行网格点地球站的判断，转入步骤S5；S4、利用用户需求的发射功率谱密度判断每个网格点地球站是否达到卫星系统上行链路的最低通信要求，转到步骤S6；S5、利用用户需求的解调门限计算每个网格点地球站是否达到卫星通信系统上行链路的最低通信要求，转到步骤S6；S6、统计满足卫星通信系统上行链路的最低通信要求的网格点地球站数量，计算上行链路的支持度。2.如权利要求1所述的空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，其特征在于，步骤S1所述的计算参数信息，其具体包括，需要进行计算的空间频谱资源标识ntc_id，需要进行支持度计算的地球区域region，目标频段freq_need，以及对计算方法的选择标识method_flag，用户需求的发射功率谱密度psd，用户需求的解调门限thresold。3.如权利要求1所述的空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，其特征在于，所述的步骤S2，根据空间频谱资源标识ntc_id，获取该资源下的所有波束，依次读取每个波束的频率范围，与目标频段freq_need进行比对，若二者存在重叠频段，则将该波束信息保存至数组freq_list中，将该波束作为空间频谱资源中满足目标频段条件的波束。4.如权利要求1所述的空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，其特征在于，所述的步骤S3，根据区域region在地图上的经纬度，将区域region均匀划分为K个网格点，每个网格点处设置有一个卫星通信系统的地球站，称为网格点地球站，每个网格点地球站由经纬度序列进行标识。5.如权利要求1所述的空间频谱资源对卫星通信系统上行链路的支持度计算方法，其特征在于，所述的步骤S4，根据步骤S3中得到的K个网格点地球站，按照顺序测试每个网格点地球站是否满足上行链路的最低通信要求，并在每个网格点地球站中设置标识ok_flag字段来表示该网格点地球站是否满足上述要求，并将标识ok_flag字段初始化为0；对于每个网格点地球站，对freq_list中每个空间频谱资源中满足目标频段条件的每个波束，进行如下操作：S41、判断网格点地球站是否已满足上行链路的最低通信要求，检测其标识ok_flag字段，若ok_flag为1，则说明该网格点地球站已满足上行链路的最低通信要求，直接结束本次操作，跳转到下一个网格点地球站继续对其波束进行操作；若ok_flag为0，则继续进入步骤S42；S42、计算卫星通信系统中卫星与网格点地球站的路径距离d，其计算公式为：
其中，θ为卫星与网格点地球站的经度之差，α为网格点地球站纬度；利用空间频谱资源标识ntc_id，获取卫星的经纬度坐标；S43、计算波束中心频率f；根据波束的频率范围{freq_min,freq_max}，计算波束中心频率，其计算公式为：f＝(freq_min+freq_max)/2；S44、计算路径损耗L
F
；由路径d以及波束中心频率f，得到从网格点地球站到卫星之间的路径损耗L
F
，其计算公式为：L
F
＝92.45+20lg(d
×
f)；S45、计算网格点地球站发射功率P；根据波束对应的波束组标识grp_id，通过grp_id获取该波束组的最大发射功率pwr_ds_max，将其作为网格点地球站的发射功率P；S46、计算网格点地球站发射增益G；根据波束对应的波束组标识grp_id，获取其对应的增益，将其作为网格点地球站的发射增益G；S47、计算网格点地球站的有效全向辐射功率EIRP；根据路径损耗L
F
、发射功率P以及网格点地球站增益G，得到其有效全向辐射功率EIRP，其计算公式为：EIRP＝P+G
‑
L
F
...

【专利技术属性】
技术研发人员：任保全，张周，于思源，万钰涵，许左宏，王彤彤，李洪钧，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院系统总体研究所，
类型：发明
国别省市：