[發(fā)明專利]一種針對低軌衛(wèi)星遙感數(shù)傳的自適應調(diào)制編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610797400.9
• 申請日: 2016-08-31
• 公開（公告）號: CN107046447B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設計）人: 丁丹;趙陽;王朋云;廖育榮;柴黎;李云濤;倪淑燕;楊君;姜明勇
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍裝備學院
• 主分類號: H04B17/336
• 分類號: H04B17/336;H04L25/02;H04L1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 李微微;仇蕾安

本發(fā)明公開了一種針對低軌衛(wèi)星遙感數(shù)傳的自適應調(diào)制編碼方法。使用本發(fā)明一方面通過對SINR的估計和平滑，解決低軌衛(wèi)星遙感數(shù)傳信道頻率選擇性衰落、信道時變的問題，實現(xiàn)信道狀態(tài)的穩(wěn)定測量；并利用該信道的可預測性對SINR進行預測，緩解星地傳輸大時延帶來的SINR估計值過期問題。另一方面，由于本發(fā)明采用的遙感衛(wèi)星的數(shù)傳設備具有接收和發(fā)送功能，故無需設立SINR測量站，直接由地面接收端，采用現(xiàn)有技術即可完成SINR測量，以簡化系統(tǒng)。

技術領域

本發(fā)明涉及無線通信領域，具體涉及一種針對低軌衛(wèi)星遙感數(shù)傳的自適應調(diào)制編碼方法。

背景技術

自適應調(diào)制編碼使得調(diào)制編碼效率隨著信道條件的改善而提高，在衛(wèi)星通信和地面移動通信中已有成熟應用，可被低軌衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)傳輸所借鑒，使得傳輸速率隨著仰角的升高而相應提升，從而充分利用低軌遙感衛(wèi)星過境窗口內(nèi)高仰角區(qū)的鏈路功率余量。

目前，針對遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖赃m應調(diào)制編碼方法(張佳鵬，黃普明，陳泓.基于DVB-S2的遙感衛(wèi)星自適應編碼調(diào)制分析與仿真.中國空間科學技術.2010年10月)主要是參考DVB-S2(第二代數(shù)字衛(wèi)星電視廣播標準)中的ACM(自適應調(diào)制編碼)和RCS(衛(wèi)星回傳信道)技術，從DVB-S2標準提供的28種調(diào)制編碼模式(MODCOD)中選擇第11種模式作為調(diào)制編碼方案，包含11種調(diào)制編碼方式，如表1所示；增設SINR(信干噪比)測量站，并通過回傳信道控制遙感衛(wèi)星的調(diào)制編碼方式選擇，如圖1所示。

表1遙感衛(wèi)星ACM采用的MODCOD方案

然而，該方法并未充分重視低軌衛(wèi)星遙感數(shù)傳信道與數(shù)字衛(wèi)星電視廣播信道之間的不同，如表2所示；僅將傳輸損耗、大氣衰減、降雨損耗等傳輸損耗作為信道建模的影響因素，并未考慮多徑干擾帶來的頻率選擇性衰落、地面接收端運動帶來的信道時變性以及星地傳輸時延造成的SINR測量值過期問題。

此外，由于數(shù)字衛(wèi)星電視接收端的天線方向性好，不會被多徑干擾和信道時變特性所影響。然而，對于低軌遙感衛(wèi)星的小型移動接收端而言，由于天線波束寬，會引入多徑干擾和信道時變特性。故已有的遙感衛(wèi)星數(shù)傳ACM方法只適合配備大口徑天線的地面固定站，并不適用于小型機動終端。

另外，由于目前使用的低軌遙感衛(wèi)星數(shù)傳載荷只有發(fā)射功能，故需增設專門SINR測量站，通過遙控信道實現(xiàn)低軌遙感衛(wèi)星調(diào)制編碼方式的改變。

表2數(shù)字衛(wèi)星電視廣播、衛(wèi)星通信、地面移動通信與遙感數(shù)傳的信道特性對比

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種新的自適應調(diào)制編碼方法。本發(fā)明能夠實現(xiàn)信道狀態(tài)的穩(wěn)定測量，緩解星地傳輸大時延帶來的SINR估計值過期問題。并且該方法不需要專門另設測量站，能夠使得系統(tǒng)更加簡化。

一種針對低軌衛(wèi)星遙感數(shù)傳的自適應調(diào)制編碼方法，包括如下步驟：

步驟一、遙感衛(wèi)星向地面終端發(fā)送導頻序列；

步驟二、地面終端根據(jù)導頻序列進行信號與干擾加噪聲比SINR估計，獲得信道有效SINR值；

步驟三、地面終端對步驟二中獲得的信道有效SINR值進行濾波處理，獲得第n時刻的信道平滑SINR值；

步驟四、地面終端向遙感衛(wèi)星實時反饋第n時刻的信道平滑SINR值；

步驟五、遙感衛(wèi)星根據(jù)第n時刻的信道平滑SINR值以及修正量，采用卡爾曼濾波的方法，對第n+1時刻的信道SINR值進行預測，獲得第n+1時刻的信道SINR預測值；

其中，修正量包括傳輸損耗的修正值和陰影衰落的修正值；

所述傳輸損耗的修正值的獲得方法如下：