一种高低轨混合卫星通信系统容量分析方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高低轨混合卫星通信系统容量分析方法和装置，该方法包括：获取场景参数配置信息和外部环境因素信息；所述场景参数配置信息包括卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息；预设模型算法库；模型算法库包括节点模型、载荷模型、链路模型、拓扑模型、业务模型、路由算法、链路预算算法、频率干扰算法和资源分配算法；利用模型算法库，根据场景参数配置信息和外部环境因素信息，对高低轨混合卫星通信系统进行容量分析，得到容量分析结果；将所述容量分析结果存储到指标参数统计模块中。本发明专利技术依托于网络拓扑、覆盖计算、链路计算、路由计算、业务模型等多种数字化模型，为实际系统论证研制过程提供理论支撑。理论支撑。理论支撑。

【技术实现步骤摘要】
一种高低轨混合卫星通信系统容量分析方法和装置


[0001]本专利技术涉及卫星通信
，尤其涉及一种高低轨混合卫星通信系统容量分析方法和装置。

技术介绍

[0002]我国建设了中星、亚太等多种卫星通信系统，正在开展低轨卫星星座、高轨卫星星座、高低轨混合卫星星座和卫星互联网建设。在卫星系统建设规划过程中，需要预先设计、计算卫星能够满足的通信能力，因此需要相应的卫星通信系统容量仿真模拟平台，对卫星系统的通信容量进行计算，为系统优化设计与建设规划提供理论依据。
[0003]高低轨混合卫星通信系统容量分析方法针对卫星通信多系统并存、高低轨混合建设的发展现状，能够为卫星通信多系统容量性能分析提供计算支撑，从而为通信卫星、地面关口站、用户终端的建设规划提供依据。
[0004]按照“GIS平台+卫星通信专业领域计算模型”的设计研制思路，遵循软件架构开放性、松耦合、可重构的设计原则，高低轨混合卫星通信系统容量分析方法集成节点模型、载荷模型、链路模型、拓扑模型、业务模型等数学模型，以及卫星轨位计算、波束覆盖计算、链路预算、吞吐量计算、分析评估算法等算法模型，能够计算多星多系统下的系统容量，能够以直方图、折线图进行可视化呈现，支撑卫星通信系统方案的优劣评判。
[0005]当前主要的卫星网络计算产品来源于国外，国内缺乏成熟的国产化卫星通信网络分析工具，制约我国卫星通信建设发展，需要相关的技术手段支撑定量分析。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种高低轨混合卫星通信系统容量分析方法和装置，能够为卫星通信网络建设提供专业化计算与分析评估手段支撑，为卫星通信系统通信容量和通信能力论证设计提供量化有效的数据支持。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例第一方面公开了一种高低轨混合卫星通信系统容量分析方法，所述方法包括：
[0008]S1，获取场景参数配置信息和外部环境因素信息；所述场景参数配置信息包括卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息；
[0009]S2，预设模型算法库；所述模型算法库包括节点模型、载荷模型、链路模型、拓扑模型、业务模型、路由算法、链路预算算法、频率干扰算法和资源分配算法；
[0010]S3，利用模型算法库，根据所述场景参数配置信息和外部环境因素信息，对高低轨混合卫星通信系统进行容量分析，得到容量分析结果；
[0011]S4，将所述容量分析结果存储到指标参数统计模块中。
[0012]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述利用模型算法库，根据所述场景参数配置信息和外部环境因素信息，对高低轨混合卫星通信系统进行容量分析，得到容量分析结果，包括：
[0013]S31，利用模型算法库，对所述场景参数配置信息中的波束带宽、用户终端多址方式和载波编码调制方式进行处理，得到单波束容量分析结果；
[0014]S32，利用模型算法库，对所述单波束容量分析结果和链路负载进行处理，得到单星容量分析结果；
[0015]S33，利用模型算法库，对所述单星容量分析结果和单系统内部星间链路进行处理，得到单系统容量分析结果；
[0016]所述单系统容量分析结果包括高轨卫星通信系统容量分析结果和低轨卫星通信系统容量分析结果；
[0017]S34，利用模型算法库，对所述单系统容量分析结果进行处理，得到多星多系统容量分析结果；
[0018]所述多星多系统容量分析结果包括多个相对独立系统的容量分析结果和高低轨卫星混合组网容量分析结果。
[0019]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述利用模型算法库，对所述单波束容量分析结果和链路负载进行处理，得到单星容量分析结果，包括：
[0020]S321，获取卫星参数配置信息和地面站参数配置信息；
[0021]S322，判断是否为高轨卫星，如果是，执行S323，如果否，进行卫星轨位计算，得到卫星轨位信息，执行S323；
[0022]S323，判断是否为单波束，如果是，执行S324，如果否，进行波束间干扰计算，得到波束间干扰信息，执行S324；
[0023]S324，利用模型算法库，对卫星参数配置信息、地面站参数配置信息、波束带宽、用户终端多址方式、载波编码调制方式、卫星轨位信息和波束间干扰信息进行处理，得到单波束容量分析结果；
[0024]S325，利用模型算法库，对所述单波束容量分析结果和链路负载进行处理，得到单个波束满负荷业务流量参数信息；
[0025]S326，对所述单个波束满负荷业务流量参数信息进行星上转发能力计算和卫星
‑
地面站馈电链路计算，得到单星容量分析结果。
[0026]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述高轨卫星通信系统容量分析结果基于以下步骤获得：
[0027]S331，获取卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息；
[0028]S332，对所述卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息进行卫星覆盖计算和系统内频率干扰计算，得到卫星覆盖信息和系统内频率干扰信息；
[0029]S333，判断是否有外部干扰源，如果是，引入外部干扰源；对所述外部干扰源、卫星覆盖信息和系统内频率干扰信息进行处理，得到业务模拟参数信息，如果否，对所述卫星覆盖信息和系统内频率干扰信息进行处理，得到业务模拟参数信息；
[0030]S334，判断是否有星间链路，如果是，利用路由算法对所述业务模拟参数信息进行处理，得到高轨卫星通信系统容量分析结果，如果否，对所述业务模拟参数信息进行单星容量分析及结果叠加，得到高轨卫星通信系统容量分析结果。
[0031]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述低轨卫星通信系统容量分析结果基于以下步骤获得：
[0032]S335，获取卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息；
[0033]S336，对所述卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息进行处理，得到卫星轨位信息、星座拓扑信息、低轨星座覆盖信息和系统内频率干扰信息；
[0034]S337，判断是否有外部干扰源，如果是，引入外部干扰源；对所述外部干扰源、卫星轨位信息、星座拓扑信息、低轨星座覆盖信息和系统内频率干扰信息进行处理，得到业务模拟参数信息，如果否，对所述卫星轨位信息、星座拓扑信息、低轨星座覆盖信息和系统内频率干扰信息进行处理，得到业务模拟参数信息；
[0035]S338，判断业务负载是否均衡，如是，利用负载均衡算法和最短路径算法对所述业务模拟参数信息进行处理，得到低轨卫星通信系统容量分析结果，如否，利用最短路径算法对所述业务模拟参数信息进行处理，得到低轨卫星通信系统容量分析结果。
[0036]作为一种可选的实施方式，在本专利技术实施例第一方面中，所述多个相对独立系统的容量分析结果的计算过程为：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高低轨混合卫星通信系统容量分析方法，其特征在于，所述方法包括：S1，获取场景参数配置信息和外部环境因素信息；所述场景参数配置信息包括卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息；S2，预设模型算法库；所述模型算法库包括节点模型、载荷模型、链路模型、拓扑模型、业务模型、路由算法、链路预算算法、频率干扰算法和资源分配算法；S3，利用模型算法库，根据所述场景参数配置信息和外部环境因素信息，对高低轨混合卫星通信系统进行容量分析，得到容量分析结果；S4，将所述容量分析结果存储到指标参数统计模块中。2.根据权利要求1所述的高低轨混合卫星通信系统容量分析方法，其特征在于，所述利用模型算法库，根据所述场景参数配置信息和外部环境因素信息，对高低轨混合卫星通信系统进行容量分析，得到容量分析结果，包括：S31，利用模型算法库，对所述场景参数配置信息中的波束带宽、用户终端多址方式和载波编码调制方式进行处理，得到单波束容量分析结果；S32，利用模型算法库，对所述单波束容量分析结果和链路负载进行处理，得到单星容量分析结果；S33，利用模型算法库，对所述单星容量分析结果和单系统内部星间链路进行处理，得到单系统容量分析结果；所述单系统容量分析结果包括高轨卫星通信系统容量分析结果和低轨卫星通信系统容量分析结果；S34，利用模型算法库，对所述单系统容量分析结果进行处理，得到多星多系统容量分析结果；所述多星多系统容量分析结果包括多个相对独立系统的容量分析结果和高低轨卫星混合组网容量分析结果。3.根据权利要求2所述的高低轨混合卫星通信系统容量分析方法，其特征在于，所述利用模型算法库，对所述单波束容量分析结果和链路负载进行处理，得到单星容量分析结果，包括：S321，获取卫星参数配置信息和地面站参数配置信息；S322，判断是否为高轨卫星，如果是，执行S323，如果否，进行卫星轨位计算，得到卫星轨位信息，执行S323；S323，判断是否为单波束，如果是，执行S324，如果否，进行波束间干扰计算，得到波束间干扰信息，执行S324；S324，利用模型算法库，对卫星参数配置信息、地面站参数配置信息、波束带宽、用户终端多址方式、载波编码调制方式、卫星轨位信息和波束间干扰信息进行处理，得到单波束容量分析结果；S325，利用模型算法库，对所述单波束容量分析结果和链路负载进行处理，得到单个波束满负荷业务流量参数信息；S326，对所述单个波束满负荷业务流量参数信息进行星上转发能力计算和卫星
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地面站馈电链路计算，得到单星容量分析结果。4.根据权利要求2所述的高低轨混合卫星通信系统容量分析方法，其特征在于，所述高
轨卫星通信系统容量分析结果基于以下步骤获得：S331，获取卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息；S332，对所述卫星参数配置信息、地面站参数配置信息和业务传输需求配置信息进行卫星覆盖计算和系统内频率干扰计算，得到卫星覆盖信息和系统内频率干扰信息；S333，判断是否有外部干扰源，如果是，引入外部干扰源；对所述外部干扰源、卫星覆盖信息和系统内频率干扰信息进行处理，得到业务模拟参数信息，如果否，对所述卫星覆盖信息和系统内频率干扰信息进行处理，得到业务模拟参数信息；S334，判断是否有星间链路，如果是，利用路由算法对所述业务模拟参数信息进行处理，得到高轨卫星通信系统容量分析结果，如果否，对所述业务模拟参数信息进行单星容量分析及结果叠加，得到高轨卫星通信系统容量分析结果。5.根据权利要求2所述的高低轨混合卫星通信系统容量分析方法，其特征在于，所述低轨卫星通信系统容量分析结果基于以下步骤获得：S335，获取卫星参数配置信息、地面站参...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘智鑫，胡向晖，贾亦真，靳艺，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：