一种宽带卫星通信验证系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种宽带卫星通信验证系统，包括：用户段、信道、空间段和地面段；用户段，包括：宽带终端站原理样机、大规模终端站模拟器、跳波束调制终端、跳波束解调终端和业务模拟器；信道，包括：卫星信道模拟器；空间段，包括：星上数字透明处理器原理样机和跳波束模拟载荷；地面段，包括：网络管理系统、信关站原理样机和信关站模拟器；所述宽带终端站原理样机，用于接收和发射Ka频段信号，并对Ka频段信号进行功率放大、上变频与下变频，完成数据的调制解调、处理和转发。本发明专利技术解决了目前缺乏相关验证系统与验证方法、无法为工程应用提供技术可行性验证的问题。可行性验证的问题。可行性验证的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带卫星通信验证系统及方法


[0001]本专利技术涉及一种宽带卫星通信验证系统及方法，属于宽带通信系统


技术介绍

[0002]目前现有的宽带卫星通信验证系统均只针对传统Ka频段透明转发模式，无法满足对Q/V链路特性、星地一体跳波束以及新型体制的卫星宽带通信系统的演示验证。

技术实现思路

[0003]本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种宽带卫星通信验证系统及验证方法，可以对新型通信体制的宽带卫星通信链路性能及业务能力进行演示验证，解决了目前缺乏相关验证系统与验证方法，无法为工程应用提供技术可行性验证的问题。
[0004]本专利技术解决技术的方案是：
[0005]一种宽带卫星通信验证系统，包括：用户段、信道、空间段和地面段；
[0006]用户段，包括：宽带终端站原理样机、大规模终端站模拟器、跳波束调制终端、跳波束解调终端和业务模拟器；
[0007]信道，包括：卫星信道模拟器；
[0008]空间段，包括：星上数字透明处理器原理样机和跳波束模拟载荷；
[0009]地面段，包括：网络管理系统、信关站原理样机和信关站模拟器；
[0010]所述宽带终端站原理样机，用于接收和发射Ka频段信号，并对Ka频段信号进行功率放大、上变频与下变频，完成数据的调制解调、处理和转发；
[0011]所述大规模终端站模拟器，用于模拟大量用户终端，支撑超大容量宽带体制的卫星通信测试系统的验证；
[0012]所述跳波束调制终端，用于组帧的控制，生成基带数据，调制跳波束信号；
[0013]所述跳波束解调终端，提供跳波束信号解调，完成信号的解帧及统计；
[0014]所述业务模拟器，用于产生业务数据源，用于信关站模拟器、信关站原理样机的集中管控和业务分流的演示验证；
[0015]所述卫星信道模拟器，用于模拟Q/V频段传输信道环境，接收来自信关站原理样机输出的终端信号，对终端信号加噪声和传输时延后，输出至大规模终端站模拟器；同时，接收来自大规模终端站模拟器输出的终端信号，对该信号进行加噪声和传输时延后，输出至信关站原理样机；
[0016]所述星上数字透明处理器原理样机，支持星上任意频段、任意带宽之间信息交互及灵活的跨波束交互，用于完成数字透明处理技术的验证；
[0017]所述跳波束模拟载荷，接收跳波束信号和信令，并将接收到的跳波束信号在特定的输出端口进行输出；结合跳波束解调终端和跳波束调制终端，以支撑用于演示验证星地一体跳波束；
[0018]所述网络管理系统，对全网的卫星资源进行统一管理和调度，对卫星通信网络中
所有设备进行监视和管理，对终端设备进行控制及资源分配；
[0019]所述信关站原理样机，用于卫星资源的管理与分配、基带数据的处理、封装、调制、解调、纠错以及卫星接口的适配；
[0020]所述信关站模拟器，单个信关站模拟器支持3个波束，每个波束配置一个网络段，每个网络段支持1个前向载波以及相应带宽的回传载波；
[0021]所述卫星信道模拟器，接收来自信关站原理样机输出的信号，对信号加噪声和传输时延前将多径衰落、多普勒频移、阴影衰落、雨衰对信号的畸变施加到信号，输出至用户终端；接收来自用户终端输出的信号，对该信号加噪声和传输时延前将多径衰落、多普勒频移、阴影衰落、雨衰对信号的畸变施加到该信号后，输出至信关站原理样机。
[0022]一种宽带卫星通信验证方法，包括：
[0023]通信体制验证：利用终端站原理样机实现前向链路宽带信号接收，并进行UDP、TCP业务传输；利用终端站原理样机实现入网，在网络管理系统查看终端入网状态；
[0024]信关站集中管控和业务分流验证：通过网管集中管理多个信关站基带设备和终端，同一信关站的终端之间传输业务、不同信关站的终端之间传输业务，通过业务传输路径和时延验证业务分流机制；
[0025]星地一体跳波束验证：基于跳波束调制终端、跳波束模拟载荷以及跳波束解调终端，实现星地一体跳波束验证；
[0026]Q/V链路特性对系统影响验证：基于Q/V信道模拟器、大规模终端站模拟器、网络管理系统和信关站原理样机，模拟Q/V频段信道下自适应高阶编码调制，对系统影响进行评估；
[0027]海量终端接入管理验证：设计缩比条件下的测试环境，使用宽带终端站原理样机和大规模终端站模拟器，实现海量终端接入仿真演示验证，模拟不同场景终端接入，通过终端接入管理系统进行建模，验证系统支持海量终端的能力；
[0028]数字透明处理功能验证：对数字透明处理器的多带宽变换能力进行演示验证；同时对数字透明处理器的灵活子信道功率控制能力进行演示验证，独立调整每个子信道的功率。
[0029]进一步的，通信体制验证包括：
[0030]将信关站原理样机与卫星信道模拟器、宽带终端站原理样机连接；
[0031]通过网络管理系统控制信关站原理样机输出符号速率、编码调制方式和传输速率；
[0032]将宽带终端站原理样机参数调整为与信关站模拟器相匹配的参数，观察终端是否可以入网成功，并记录终端传输速率；
[0033]基于通信验证系统环境，进行终端前向和回传速率测试、抗雨衰测试和终端管理和资源动态分配能力测试。
[0034]进一步的，信关站集中管控和业务分流验证包括：
[0035]将信关站原理样机、信关站模拟器、卫星信道模拟器和网络管理系统搭建成分布式信关站结构；
[0036]网络管理系统进行集中部署，使用网络管理系统对信关站原理样机和信关站模拟器进行信关站集中管理功能演示，包括设备管理、状态监控、告警管理和性能管理。
[0037]进一步的，星地一体跳波束验证包括：
[0038]跳波束调制终端监控界面设置波束驻留时间配比；
[0039]在跳波束模拟载荷的入口使用实时频谱仪观察信号是否为连续信号；
[0040]在跳波束模拟载荷的出口使用实时频谱仪观察信号是否为突发信号；
[0041]观察跳波束解调终端的接收帧数，并记录数据。
[0042]进一步的，Q/V链路特性对系统影响验证包括：
[0043]配置网络管理系统使通信验证系统以ACM方式工作；
[0044]使宽带终端原理样机以设置的信噪比入网，查看终端此时的信噪比和调制方式；
[0045]调整Q/V频段卫星信道模拟器的衰减，使宽带终端的收信噪比下降，再查看宽带终端原理样机此时的前向调制方式；
[0046]持续调整降低信噪比，查看宽带终端原理样机的调制方式是否有变化，如有变化观察变化趋势，并记录数据。
[0047]进一步的，海量终端接入管理验证包括：
[0048]将信关站原理样机与大规模终端模拟器连接；
[0049]基于通信验证系统环境，利用大规模终端模拟器模拟终端；
[0050]执行终端入网流程，通过网络管理系统查看终端入网状态。
[0051]进一步的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带卫星通信验证系统，其特征在于，包括：用户段、信道、空间段和地面段；用户段，包括：宽带终端站原理样机、大规模终端站模拟器、跳波束调制终端、跳波束解调终端和业务模拟器；信道，包括：卫星信道模拟器；空间段，包括：星上数字透明处理器原理样机和跳波束模拟载荷；地面段，包括：网络管理系统、信关站原理样机和信关站模拟器；所述宽带终端站原理样机，用于接收和发射Ka频段信号，并对Ka频段信号进行功率放大、上变频与下变频，完成数据的调制解调、处理和转发；所述大规模终端站模拟器，用于模拟大量用户终端，支撑超大容量宽带体制的卫星通信测试系统的验证；所述跳波束调制终端，用于组帧的控制，生成基带数据，调制跳波束信号；所述跳波束解调终端，提供跳波束信号解调，完成信号的解帧及统计；所述业务模拟器，用于产生业务数据源，用于信关站模拟器、信关站原理样机的集中管控和业务分流的演示验证；所述卫星信道模拟器，用于模拟Q/V频段传输信道环境，接收来自信关站原理样机输出的终端信号，对终端信号加噪声和传输时延后，输出至大规模终端站模拟器；同时，接收来自大规模终端站模拟器输出的终端信号，对该信号进行加噪声和传输时延后，输出至信关站原理样机；所述星上数字透明处理器原理样机，支持星上任意频段、任意带宽之间信息交互及灵活的跨波束交互，用于完成数字透明处理技术的验证；所述跳波束模拟载荷，接收跳波束信号和信令，并将接收到的跳波束信号在特定的输出端口进行输出；结合跳波束解调终端和跳波束调制终端，以支撑用于演示验证星地一体跳波束；所述网络管理系统，对全网的卫星资源进行统一管理和调度，对卫星通信网络中所有设备进行监视和管理，对终端设备进行控制及资源分配；所述信关站原理样机，用于卫星资源的管理与分配、基带数据的处理、封装、调制、解调、纠错以及卫星接口的适配；所述信关站模拟器，单个信关站模拟器支持3个波束，每个波束配置一个网络段，每个网络段支持1个前向载波以及相应带宽的回传载波；所述卫星信道模拟器，接收来自信关站原理样机输出的信号，对信号加噪声和传输时延前将多径衰落、多普勒频移、阴影衰落、雨衰对信号的畸变施加到信号，输出至用户终端；接收来自用户终端输出的信号，对该信号加噪声和传输时延前将多径衰落、多普勒频移、阴影衰落、雨衰对信号的畸变施加到该信号后，输出至信关站原理样机。2.一种宽带卫星通信验证方法，利用权利要求1所述的系统，其特征在于，包括：通信体制验证：利用终端站原理样机实现前向链路宽带信号接收，并进行UDP、TCP业务传输；利用终端站原理样机实现入网，在网络管理系统查看终端入网状态；信关站集中管控和业务分流验证：通过网管集中管理多个信关站基带设备和终端，同一信关站的终端之间传输业务、不同信关站的终端之间传输业务，通过业务传输路径和时延验证业务分流机制；
星地一体跳波束验证：基于跳波束调制终端、跳波束模拟载荷以及跳波束解调终端，实现星地一体跳波束验证；Q/V链路特性对系统影响验证：基于Q/V信道模拟器、大规模终端站模拟器、网络管理系统和信关站原理样机，模拟Q/V频段信道下自适应高阶编码调制，对系统影响进行评估；海量终端接入管理验证：设计缩比条件下的测试环境，使用宽带终端站原理样机和大规模终端站模拟器，实现海量终端接入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张程，禹航，周业军，衣龙腾，
申请(专利权)人：中国空间技术研究院，
类型：发明
国别省市：