一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输系统，属于卫星通信载荷技术领域；该系统包括Q/V频段链路模块、Ka频段链路模块、激光链路模块、信号处理模块；Q/V频段模块工作带宽1GHz，可支持1.25Gbps、2.5Gbps信息速率传输；Ka频段链路工作带宽400MHz，可支持0.3125Gbp、0.625Gbps信息速率传输；激光载荷可支持5Gbps、10Gbps信息速率传输。信号处理载荷可根据链路状态信息，首先进行速率自适应调整，若仍不满足进行链路间切换。本发明专利技术特别适用于低轨卫星系统星地高效传输，可构建多速率、高可用度的星地链路，提高对通信信道的体制自适应能力，使星地链路始终保持最大效能工作。持最大效能工作。持最大效能工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输系统


[0001]本专利技术涉及卫星通信载荷
，特别涉及一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输系统。

技术介绍

[0002]传统的通信卫星多采用单一频段链路进行固定速率的星地传输，星地链路传输能力以星地最远通信距离、最恶劣空间环境等为约束，实际传输过程中采用提前预规划的速率进行星地传输，不考虑星地距离、空间环境等因素变化；因此，多数情况下链路余量处于过余量状态，存在效能低的情况。随着低轨通信卫星星地业务量极具增加、用频资源受限以及电磁频谱干扰严重等现状，星地信息高效能、高可靠传输亟需解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题提供了一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输方法，其采用低轨通信卫星多个典型的星地传输载荷配置架构，并结合不同的星地传输链路状态和受扰情况设计星地多条链路协同传输与速率自适应相结合的智能调整方法，为实现卫星星地高可靠、高效传输提供了途径。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：
[0005]一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输系统，其特征在于，包括括信号处理模块1、Ka频段传输链路模块2、Q/V频段传输链路模块3和激光传输链路模块4；
[0006]信号处理模块1根据地面终端反馈的下行解调状态进行速率自适应调整或链路间切换；地面终端根据信号处理模块1反馈的上行解调状态进行速率自适应调整或链路间切换；若上行链路或下行链路进行频段切换时，对应链路也切换至目标模块；
[0007]Ka频段传输链路模块2用于对星地上行Ka频段信号无线接收并下变频到中频信号；对星地下行信号上变频到Ka频段、放大和无线发射；Ka微波链路适用于中低速率信息传输、Q/V频段受扰情况严重或星地距离较远的工况；
[0008]Q/V频段传输链路模块3用于对星地上行Q/V频段信号无线接收并下变频至中频信号；对星地下行信号上变频到Q/V频段和无线发射；Q/V微波链路适用于中高速率信息传输、Ka频段受扰情况严重或星地距离较低的工况
[0009]激光传输链路模块4用于对星地上行光信号接收、光电转换和下变频到中频信号；对星地下行信号光电转换、放大和光信号发射；激光链路适用于高速率信息传输、电磁波受扰情况严重或空间环境好的工况；
[0010]该系统支持三种工作模式，即业务通信、无感切站、联试定位；通过单个链路速率自适应调整实现正常通信业务传输；通过两个不同频段链路同时建链实现单颗卫星在不同信关站的无感切换；通过三个链路同时建链可支持单颗卫星与三个地面终端进行联合测距，完成精确定位。
[0011]进一步的，星地传输支持速率自适应、频段无感切换，确保在星地通信距离变化、
受扰情况、传输容量需求等约束下星地传输效能保持最大。
[0012]本专利技术相比
技术介绍
具有如下优点：
[0013]1.本专利技术采用的基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输方法对星地空间复杂环境变化的适应性更高，具有多种频段的抗干扰能力，稳定性和可靠性更高。
[0014]2.本专利技术采用的基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输方法更适应低轨卫星相对运动造成的通信距离远近效应，有效提高星地传输效率和降低通信时延。
[0015]3.本专利技术中链路支持分时使用、接力使用、并行使用；分时使用时，可满足正常业务传输需要；接入使用时，支持单颗卫星在不同地面站的无感切换；并行使用时，通过不同地面终端联合测距实现精确定位。
[0016]4.本专利技术中各链路载荷协同工作，可互为备份，提高传输可靠性和使用寿命。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例的简略方框图。
[0018]图2是本专利技术实施例的详细方框图。
具体实施方式
[0019]下面，结合图1、图2对本专利技术作进一步说明。
[0020]参照图1和图2，本实施例基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输方法的典型架构组成包括信号处理模块1、Ka频段传输链路模块2、Q/V频段传输链路模块3、激光传输链路模块4。Ka频段链路模块2包括Ka射频通道、Ka相控阵天线，支持传输速率0.3125Gbps、0.625Gbps；Q/V频段链路模块3包括Q/V射频通道、Q/V反射面天线，支持传输速率1.25Gbps、2.5Gbps；光学链路模块4包括光放大器、光学投等部分，支持传输速率5Gbps、10Gbps。在降级服务时链路切换仅支持逐级切换，即激光传输链路模块4切换至Q/V频段链路模块3、Q/V频段链路模块3切换至Ka频段传输链路模块2；在提升服务能力时链路切换仅支持Ka频段传输链路模块2切换至Q/V频段链路模块3、Q/V频段链路模块3切换至激光传输链路模块4。
[0021]信号处理模块包括调制解调功能、星地测距功能、交换等功能，模块2～3占用交换的不同通信端口。正常模式下，单个模块处于工作模式，其余模块处于静默模式；链路切换时，工作模块和待切换模块处于工作模式，切换完成后原工作模块转换为静默模式；
[0022]信号处理模块1的上行解调状态通过下行链路发送至地面用户终端，地面终端的解调状态(接收电平、信噪比等)通过上行链路发送至信号处理模块1。若信噪比或接收电平超出正常阈值范围内，进行速率自适应调整和链路切换；若低于正常值，首先进行降速使用，如仍然低于正常值进行链路切换。若高于正常值，进行速率提升使用或者链路切换，策略与上述一致。若上行链路或下行链路进行模块切换时，对应链路也进行调整。
[0023]本专利技术简要工作原理如下：
[0024]信号处理模块、Ka频段链路模块、Q/V频段链路模块、光学链路模块为处理通信卫星的典型组成架构，各个频段链路模块具备各自的通信优势和抗扰能力。信号处理模块完成基带数字信号的调制解调功能、星地测距功能、交换功能，可根据地面的路由规划进行端口选择切换和各个端口的信息广播；Ka频段链路模块通过相控阵天线完成信号的发射和波
束形成功能，通过Ka变频通道上下变频功能；Q/V频段链路模块通过机械可转动天线完成信号的发射和波束形成功能，通过Q/V变频通道上下变频、放大功能；光学链路模块通过光学头完成光信号的发射和接收，通过通道上下变频、放大功能，链路支持传输速率5Gbps、10Gbps。为适应星地速率变化要求、抗干扰能力以及天线形式，模块2～4分别适用了不同工作频段和不同的工作速率，Ka频段传输链路模块2工作频段支持Ka，传输速率支持0.3125Gbps、0.625Gbps；Q/V频段链路模块3工作频段支持Q/V，传输速率支持1.25Gbps、2.5Gbps；Q/V频段链路模块3工作频段支持光谱，传输速率支持5Gbps、10Gbps。信号处理模块1根据智能算法的识别与调度自适应选择通信链路和通信速率，从而适应链路受扰情况、空间链路状态等。
[0025]参照图2，一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输系统主要配置了信号处理模块以及实现高速传输速率的激光链路、中速传输速率的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多链路协同的低轨通信卫星载荷高效能传输系统，其特征在于，包括括信号处理模块(1)、Ka频段传输链路模块(2)、Q/V频段传输链路模块(3)和激光传输链路模块(4)；信号处理模块(1)根据地面终端反馈的下行解调状态进行速率自适应调整或链路间切换；地面终端根据信号处理模块(1)反馈的上行解调状态进行速率自适应调整或链路间切换；若上行链路或下行链路进行频段切换时，对应链路也切换至目标模块；Ka频段传输链路模块(2)用于对星地上行Ka频段信号无线接收并下变频到中频信号；对星地下行信号上变频到Ka频段、放大和无线发射；Ka微波链路适用于中低速率信息传输、Q/V频段受扰情况严重或星地距离较远的工况；Q/V频段传输链路模块(3)用于对星地上行Q/V频段信号无线接收并下变频至中频信号；对星地下行信号上变频到Q/V频段和无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世层，高鹏，王立民，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：