一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法及装置制造方法及图纸

一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法及装置，通过实时接收并持续判断卫星信标信号强度与晴天状态下的差距，实现在卫星终端所在地降雨环境下，由终端自行完成决策，对发射功率进行补偿，无需与卫星关口站进行交互，解决了关口站无法判断终端侧是否降雨而造成卫星终端发射的调制编码降档的应用场景，保障了恶劣天气下的卫星终端稳定的信息速率传输，提升了卫星信道利用率。升了卫星信道利用率。升了卫星信道利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法及装置


[0001]本专利技术涉及高通量卫星通信
，特别涉及一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法。

技术介绍

[0002]卫星通信具有覆盖范围广、链路稳定、通信带宽大等优点，尤其是在高通量卫星通信
，采用Ka(20～40GHz)频段、Ku(12～18GHz)的工作频段，有效缓解了传统卫星频段(C频段)频率资源拥挤的问题，使得用户通信速率能够达到100Mbps以上。虽然采用Ka/Ku频段传输数据解决了高速数据传输的问题，但是较高的通信频率同传统通信相较而言存在衰减大的问题，尤其是降雨衰减对其影响尤为突出。这是由于降雨衰减量的大小取决于雨滴半径和传输信号波长，当信号波长和雨滴半径越接近时，雨衰的影响就会越大。Ka/Ku频段的电磁波波长已经相当接近雨滴半径，雨衰对Ka/Ku频段的卫星通信信号传输影响很大，甚至会中断通信。
[0003]高通量卫星通信系统采用DVB
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S2(X)/MF
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TDMA的组网方式，在卫星终端站回传方向采用多个站点共用一个回传的MF
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TDMA载波，因此在卫星运营商允许的功率带宽比的条件下，尽量采用高阶的编码调制方式能够使多卫星终端共享的回传载波获取更高的通信速率，提升信道传输效率，而在卫星系统设计时，需自适应地为用户提供便捷的宽带接入服务。卫星终端站常用的抗雨衰通信的策略有：AUPC(自动上行功率调整)、双向ACM(自适应编解码)、自动切换带宽较小载波等：其中ACM和自动切换小载波的方式是通过降低调制编码档位或载波大小，用以保证基本的信道传输应对雨衰环境，这样的方式既降低卫星终端站信道传输效率，又降低卫星终端站通信速率，从而影响了用户通信体验；而AUPC在雨衰环境下的策略是高通量卫星关口站根据卫星终端站反馈回来的SNR(信噪比)值，自动测量并调整卫星终端站发射功率以保持链路SNR值的稳定。AUPC是在雨衰场景下既保证用户使用速率，不降低用户体验，又充分利用宝贵的卫星信道资源的优选策略。
[0004]在现有高通量卫星通信系统中，1个关口站与多个不同区域的卫星终端站通过星状网组网通信，对于1个卫星终端站而言，引起SNR下降的雨衰场景有可能来源于关口站或本地，如果是关口站降雨，AUPC仍正常加大卫星终端站的发射功率，有可能破坏卫星链路的功带平衡，甚至影响卫星转发器的正常工作。而现有的技术无法独立分辨出是关口站降雨还是本地降雨，国内外主流的高通量卫星通信系统是通过同一波束下多个卫星终端上报的SNR变化来判断是否该波束区域下雨，这样判断方式有一定局限性：需要同一区域较多卫星终端站同时在线采集分析，无法分辨出小区域密集降雨的单个卫星终端站的通信场景。

技术实现思路

[0005]本公开提供一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法及装置，能够在维持卫星功带平衡需求的条件下，通过分辨出本地降雨情况，在卫星终端侧自动测量并启用AUPC，节省了上传卫星关口站的时间和信道的占用，保证卫星通信效率。
[0006]本公开提供的自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法，包括：
[0007]S1：卫星终端站增加一路中频接收通道，用于接收卫星信标信号；
[0008]S2：设置卫星终端接收到的卫星信标信号强度门限下限为E
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X，其中E为晴天工作时接收到的卫星信标功率参考值，X为接收到的信标抖动预设值，取值为正数且X≤E；
[0009]S3：对卫星终端接收到的卫星信标强度值E
’
进行计算并判断：当在一定时间段内，E
’
一直低于门限下限E
‑
X时，判定卫星终端所属地发生降雨，自动补偿卫星终端的发射功率差值F，F为卫星信标接收门限E
‑
X与雨衰下卫星信标强度之间的差值，所述雨衰下卫星信标强度指该时间段内卫星终端接收到的卫星信标强度值E
’
的平均值。
[0010]进一步的，卫星终端接收到的卫星信标强度值的获取方法包括：
[0011]通过对短时接收到的卫星信标信号采样、量化、编码后得到的数字信号的幅度平方进行求和，获取所述卫星终端接收到的卫星信标强度值。
[0012]进一步的，所述步骤S3包括：
[0013]S31：卫星终端判断自身接收到的卫星信标强度值E
’
是否低于门限下限E
‑
X；
[0014]当E
’
不低于门限值E
‑
X时，不需进行发射功率补偿，卫星终端发射功率维持不变；
[0015]S32：当出现E
’
低于门限值E
‑
X时，启动定时器，时长为t：
[0016]若t时间内E
’
回到正常门限范围，则中断定时器并清零，继续步骤S31；
[0017]若t时间内E
’
始终低于E
‑
X，则卫星终端计算该t时间段内门限值E
‑
X与E
’
的差值平均数，以该平均数作为补偿值，对终端侧的发射功率进行补偿，同时卫星终端的定时器溢出清零，继续步骤S31。
[0018]进一步的，所述时长t取为5s至30min。
[0019]进一步的，所述步骤S3还包括以下步骤：
[0020]S33：同时监看卫星终端前向DVB
‑
S2/S2X载波接收SNR的变化：
[0021]若SNR与接收到的卫星信标强度值下降情况相同，则判定卫星终端侧降雨并上报关口站网管；
[0022]若SNR下降明显，而接收到的卫星信标强度值在门限范围内，则判定卫星关口站降雨并上报状态信息至关口站网管。
[0023]同时监看卫星终端前向DVB
‑
S2/S2X载波接收SNR的变化，是因为：若出现卫星终端侧降雨，SNR和E
’
都会下降，下降值基本相同；若卫星关口站出现降雨，SNR下降和E
’
不降；若卫星关口站和卫星终端都出现降雨，SNR下降和E
’
都会下降，且SNR下降更为明显；以此可以上报卫星关口站网管降雨情况及趋势。卫星关口站可主动干涉及调整。
[0024]进一步的，所述步骤S3还包括以下步骤：
[0025]S34：对卫星终端进行发射功率补偿后：
[0026]若下一时刻卫星终端接收到的卫星信标强度值E
’
达到门限范围，则中断定时器并对卫星终端恢复至初始的发射功率；
[0027]若所述卫星终端接收的卫星信标强度值E
’
在新t时间段内始终低于门限下限E
‑
X，则卫星终端按照门限E
‑
X与新t时间段内卫星信标强度值均值之间的差值对卫星终端的发射功率进行补偿；
[0028]若所述卫星终端接收的卫星信标值E
’
在新t时间段内在门限范围内和门限下限以外波动时，判定卫星终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法，包括以下步骤：S1：卫星终端站增加一路中频接收通道，用于接收卫星信标信号；S2：设置卫星终端接收到的卫星信标信号强度门限下限为E
‑
X，其中E为晴天工作时接收到的卫星信标功率参考值，X为接收到的信标抖动预设值，取值为正数且X≤E；S3：对卫星终端接收到的卫星信标强度值E
’
进行计算并判断：当在一定时间段内，E
’
一直低于门限下限E
‑
X时，判定卫星终端所属地发生降雨，自动补偿卫星终端的发射功率差值F，F为卫星信标接收门限E
‑
X与雨衰下卫星信标强度之间的差值，所述雨衰下卫星信标强度指该时间段内卫星终端接收到的卫星信标强度值E
’
的平均值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，卫星终端接收到的卫星信标强度值的获取方法包括：通过对短时接收到的卫星信标信号采样、量化、编码后得到的数字信号的幅度平方进行求和，获取所述卫星终端接收到的卫星信标强度值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：S31：卫星终端判断自身接收到的卫星信标强度值E
’
是否低于门限下限E
‑
X；当E
’
不低于门限值E
‑
X时，不需进行发射功率补偿，卫星终端发射功率维持不变；S32：当出现E
’
低于门限值E
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X时，启动定时器，时长为t：若t时间内E
’
回到正常门限范围，则中断定时器并清零，继续步骤S31；若t时间内E
’
始终低于E
‑
X，则卫星终端计算该t时间段内门限值E
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X与E
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的差值平均数，以该平均数作为补偿值，对终端侧的发射功率进行补偿，同时卫星终端的定时器溢出清零，继续步骤S31。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时长t取为5s至30分钟。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：章凌凡，张嵩，陈鸿，查汉飞，孙士泉，张宁，
申请(专利权)人：北京航天科工世纪卫星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：