[發明專利]一種低軌衛星短數據通信信道敏捷分配方法

在審

• 申請號: 201711412113.2
• 申請日: 2017-12-23
• 公開（公告）號: CN108183758A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 陳寧宇;李雪;尹浩瓊
• 申請（專利權）人: 北京衛星信息工程研究所
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04B7/185
• 代理公司: 北京善任知識產權代理有限公司 11650
• 代理人: 王大方;金楊

本發明提出了一種低軌衛星短數據通信信道敏捷分配方法，設計了基于采樣功率判決的空閑信道評估策略，同時充分考慮了目標頻段的先驗測量數據和地面網絡頻率分配情況，對備選信道空閑程度進行排序，面向低軌衛星進行信道敏捷分配和切換。與傳統的信道固定分配和接入方法相比，本發明提高了衛星短數據通信的頻譜應用效能，有效避免系統自身受到干擾以及對其他系統的干擾，解決頻率資源稀缺問題，采用本發明能夠有效實現在有限頻譜資源下的多系統兼容，提高衛星通信系統的抗干擾性和頻率的使用效能，具有流程簡單、靈活性高、可行性強的特點。

技術領域

本發明屬于衛星通信領域，涉及一種衛星星座短數據通信信道感知分配方法。

背景技術

衛星通信具有覆蓋范圍廣、建站成本和通信成本與距離無關等優點，是實現全球移動通信必不可少的手段，特別適合難以鋪設有線通信設施地區的移動通信需求。在衛星通信領域中，由低軌小衛星星座組成的衛星短數據通信系統，以廣域分散的通信終端和地面傳感器獲得的信息為數據來源，利用小衛星星座實現大地域終端通信和信息感知，為用戶提供移動話音通信、短數據采集、短報文通信、信息廣播等服務，相比一般衛星通信系統，具有終端小、成本低和覆蓋區域廣等優點。作為地面通信網絡的有效補充，低軌衛星短數據通信為物聯網等領域提供了全球無空隙覆蓋的廣域通信手段。

衛星頻率軌道資源是一種重要的稀缺戰略資源。由于衛星軌道處于任何國家的領空范圍之外，所以也是全人類共有的國際資源。為了確保各種無線電業務系統之間的頻率兼容，國際電聯《無線電規則》對業務種類和能夠使用的頻率進行了明確規定。

即使國際電聯的《無線電規則》以對頻率資源給出了劃分，各國實際的頻率劃分和使用情況也不盡相同，且有主要業務和次要業務之分。國內的頻率劃分表尚未與國際完全統一，某些衛星移動業務在國內為次要業務劃分，因此衛星通信系統在使用該頻段時，要著重考慮系統不會對其他系統造成干擾，同時保證自身不受干擾。衛星短數據通信系統主要涉及衛星移動業務，終端具有小型化、移動性等特點，綜合考慮其業務需求及應用場景，使用3GHz以下的頻段為最佳選擇。盡管對于3GHz以下的頻段國際電聯給衛星移動業務劃分了很多頻段，但真正從協調和實際技術可行性出發可以用于支持實際項目應用的十分有限，并幾乎被現有系統瓜分殆盡，因此衛星系統除了要避免和地面通信網絡之間的干擾外，還應考慮不同低軌系統的協同運行問題。

綜上可知，衛星短數據通信系統對衛星移動頻率方面的需求，面臨著十分嚴峻的問題。傳統的衛星通信方式，一般采用固定分配的方式將頻段劃分為信道地面終端和衛星通信載荷的“終端->衛星”上行鏈路使用固定頻段進行通信，無法解決防止對主要業務和其他同類型系統造成干擾的問題，同時自身缺乏抗干擾機制，難以實現系統間的射頻兼容性，且頻譜資源利用率有限。相比于固定分配，在地面蜂窩通信和少數衛星通信系統中，雖然引入了干擾檢測、空閑信道評估以及信道動態分配等概念和技術，但仍然局限于信道“分配”這個環節，一旦建立通信后持續使用分配信道直至通信結束，缺乏事實更新或突發變更的敏捷性。

我國目前尚無低用于移動通信和數據采集業務的軌衛星星座系統，頻譜資源的稀缺，信道分配策略的單一，是制約我國低軌衛星通信系統發展的重要因素。

發明內容

本發明針對背景技術的不足提供一種低軌衛星短數據通信信道敏捷分配方法，充分考慮了目標頻段的使用規律和先驗測量數據，全面掌握目標窄帶頻段的使用情況并對信道的活躍程度進行排序，根據感知結果面向衛星星座進行信道敏捷分配并可靈活變更切換信道，采用本發明能夠有效實現在有限頻譜資源下的多系統兼容，提高衛星通信系統的抗干擾性和頻率的使用效能，具有流程簡單、靈活性高、可行性強的特點。

本發明提供一種低軌衛星短數據通信信道敏捷分配方法，主要包括：

一種衛星短數據通信信道敏捷分配方法，具體包括以下步驟：

步驟1，衛星通過星載頻譜分析儀以固定時間間隔、固定頻寬步進掃描上行目標頻段；