[發(fā)明專(zhuān)利]一種低軌衛(wèi)星地面終端射頻功率控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110225041.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112996093B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅袁君;胡候平;馬俊東;李學(xué)良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶兩江衛(wèi)星移動(dòng)通信有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04W52/08
• 分類(lèi)號(hào): H04W52/08;H04W84/06
• 代理公司: 成都行之專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發(fā)明公開(kāi)了一種低軌衛(wèi)星地面終端射頻功率控制方法及系統(tǒng)，采用基于衛(wèi)星星歷和下行閉環(huán)控制雙重功率控制方法，利用GNSS衛(wèi)星提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和位置參數(shù)，通過(guò)預(yù)存星歷反算當(dāng)前通信信道基礎(chǔ)參數(shù)，從而確定上行射頻基礎(chǔ)功率值用于入網(wǎng)連接。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)下行功率控制信道進(jìn)行閉環(huán)功率調(diào)整，從而確保通信全過(guò)程的精確功率控制，通過(guò)衛(wèi)星的星歷數(shù)據(jù)，進(jìn)行衛(wèi)星位置的計(jì)算，然后計(jì)算終端與衛(wèi)星的距離進(jìn)行初始的終端接入網(wǎng)的功率控制，使得衛(wèi)星接收的功率在合適的范圍內(nèi)，加快接入網(wǎng)連接，使星上接收機(jī)更加穩(wěn)定，有利于增加用戶(hù)容量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低軌衛(wèi)星控制領(lǐng)域，具體涉及一種低軌衛(wèi)星地面終端射頻功率控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

低軌衛(wèi)星具有通信延遲小，全球覆蓋等特點(diǎn)。在地面終端設(shè)備與衛(wèi)星進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的過(guò)程中，上下行電磁波信號(hào)傳輸會(huì)經(jīng)過(guò)對(duì)流層、平流層和電離層等復(fù)雜大氣通道，最終到達(dá)對(duì)方的電磁波信號(hào)會(huì)發(fā)生諸如散射、反射等變化，引起的信號(hào)衰落會(huì)造成通信失敗甚至連接斷開(kāi)。

有別于高軌衛(wèi)星通信，低軌衛(wèi)星在與地面終端傳輸數(shù)據(jù)過(guò)程中同時(shí)還面臨著高速運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題。終端與衛(wèi)星之間的直線距離、大氣環(huán)境時(shí)刻處于變化的過(guò)程中。

仿真計(jì)算表明，在一次完整的衛(wèi)星過(guò)頂?shù)倪^(guò)程中，終端與衛(wèi)星之間的通信鏈路損耗變化可以達(dá)到30dB甚至更大。在此基礎(chǔ)上，需要對(duì)終端上行信號(hào)功率進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，確保其能夠處于通信鏈路維系的最優(yōu)發(fā)射點(diǎn)，從而保證衛(wèi)星接收機(jī)處于較小的動(dòng)態(tài)范圍下，同時(shí)也能夠極大地減小終端設(shè)備的能耗，提升終端續(xù)航時(shí)間。

當(dāng)前采用的低軌衛(wèi)星終端射頻功率控制方法主要是在終端側(cè)進(jìn)行衛(wèi)星下行信號(hào)測(cè)量，依據(jù)終端天線口獲得的功率值來(lái)反推當(dāng)前的鏈路情況，從而確定當(dāng)前的上行發(fā)射功率。這種方案屬于開(kāi)環(huán)功率控制方案，存在的問(wèn)題主要包括：

1、對(duì)于上下行頻分的通信情況只能夠判斷功率變化趨勢(shì)，無(wú)法精確測(cè)量功率調(diào)整值。尤其是在天線雙頻增益不對(duì)稱(chēng)情況下更容易出現(xiàn)控制偏差；

2、由多徑造成的天線口功率變化會(huì)引起測(cè)試誤差，從而造成誤判；

3、為了維持鏈路，設(shè)計(jì)師只能將上行功率盡量增大，從而使功率控制失去意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題傳統(tǒng)開(kāi)環(huán)功率控制方案下行接收機(jī)天線端口信號(hào)快衰落造成的測(cè)量抖動(dòng)問(wèn)題，會(huì)造成上行目標(biāo)功率同步抖動(dòng)甚至發(fā)散，引起星上接收機(jī)動(dòng)態(tài)范圍增大，傳統(tǒng)的開(kāi)環(huán)功率控制方案終端在入網(wǎng)交互過(guò)程中采取最大功率發(fā)射的辦法來(lái)確保入網(wǎng)操作魯棒性，造成了頻譜資源浪費(fèi)，也不利于終端節(jié)能等問(wèn)題，目的在于提供一種低軌衛(wèi)星地面終端射頻功率控制方法及系統(tǒng)，采用閉環(huán)方案使星上接收機(jī)更加穩(wěn)定，有利于增加用戶(hù)容量，采用功率可控方法，使得上行功率長(zhǎng)時(shí)間在合適范圍內(nèi)。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種低軌衛(wèi)星地面終端射頻功率控制方法，包括以下步驟：

S1：用戶(hù)終端通過(guò)內(nèi)置的GNSS接收機(jī)，得到衛(wèi)星當(dāng)前的基礎(chǔ)信息；

S2：對(duì)比所述衛(wèi)星當(dāng)前的基礎(chǔ)信息和衛(wèi)星自帶的星歷信息，進(jìn)行衛(wèi)星過(guò)境情況判別，得到衛(wèi)星的通信頻率對(duì)應(yīng)的鏈路參數(shù)；

S3：依據(jù)衛(wèi)星的通信頻率自帶的鏈路參數(shù)和用戶(hù)終端與衛(wèi)星的距離數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前最佳上行功率值；

S4：用戶(hù)終端采用所述當(dāng)前最佳上行功率值啟動(dòng)入網(wǎng)連接；

S5：在完成入網(wǎng)連接后，地面終端通過(guò)接收衛(wèi)星的下行業(yè)務(wù)PCCH通道中的控制字信息，實(shí)施功率控制微調(diào)操作；實(shí)現(xiàn)閉環(huán)功率控制；

S6：用戶(hù)終端通過(guò)對(duì)比步驟S5功率控制微調(diào)操作結(jié)果和當(dāng)前PCCH的結(jié)果，判斷是否達(dá)到控制收斂，如果達(dá)到控制收斂，則功率控制完成；如果未達(dá)到控制收斂，返回步驟S5；