[發明專利]一種低軌衛星地面終端射頻功率控制方法及系統

有效

• 申請號: 202110225041.0
• 申請日: 2021-03-01
• 公開（公告）號: CN112996093B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 羅袁君;胡候平;馬俊東;李學良
• 申請（專利權）人: 重慶兩江衛星移動通信有限公司
• 主分類號: H04W52/08
• 分類號: H04W52/08;H04W84/06
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

本發明公開了一種低軌衛星地面終端射頻功率控制方法及系統，采用基于衛星星歷和下行閉環控制雙重功率控制方法，利用GNSS衛星提供標準的時間和位置參數，通過預存星歷反算當前通信信道基礎參數，從而確定上行射頻基礎功率值用于入網連接。在此基礎上，通過下行功率控制信道進行閉環功率調整，從而確保通信全過程的精確功率控制，通過衛星的星歷數據，進行衛星位置的計算，然后計算終端與衛星的距離進行初始的終端接入網的功率控制，使得衛星接收的功率在合適的范圍內，加快接入網連接，使星上接收機更加穩定，有利于增加用戶容量。

技術領域

本發明涉及低軌衛星控制領域，具體涉及一種低軌衛星地面終端射頻功率控制方法及系統。

背景技術

低軌衛星具有通信延遲小，全球覆蓋等特點。在地面終端設備與衛星進行數據通信的過程中，上下行電磁波信號傳輸會經過對流層、平流層和電離層等復雜大氣通道，最終到達對方的電磁波信號會發生諸如散射、反射等變化，引起的信號衰落會造成通信失敗甚至連接斷開。

有別于高軌衛星通信，低軌衛星在與地面終端傳輸數據過程中同時還面臨著高速運動的問題。終端與衛星之間的直線距離、大氣環境時刻處于變化的過程中。

仿真計算表明，在一次完整的衛星過頂的過程中，終端與衛星之間的通信鏈路損耗變化可以達到30dB甚至更大。在此基礎上，需要對終端上行信號功率進行實時控制，確保其能夠處于通信鏈路維系的最優發射點，從而保證衛星接收機處于較小的動態范圍下，同時也能夠極大地減小終端設備的能耗，提升終端續航時間。

當前采用的低軌衛星終端射頻功率控制方法主要是在終端側進行衛星下行信號測量，依據終端天線口獲得的功率值來反推當前的鏈路情況，從而確定當前的上行發射功率。這種方案屬于開環功率控制方案，存在的問題主要包括：

1、對于上下行頻分的通信情況只能夠判斷功率變化趨勢，無法精確測量功率調整值。尤其是在天線雙頻增益不對稱情況下更容易出現控制偏差；

2、由多徑造成的天線口功率變化會引起測試誤差，從而造成誤判；

3、為了維持鏈路，設計師只能將上行功率盡量增大，從而使功率控制失去意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題傳統開環功率控制方案下行接收機天線端口信號快衰落造成的測量抖動問題，會造成上行目標功率同步抖動甚至發散，引起星上接收機動態范圍增大，傳統的開環功率控制方案終端在入網交互過程中采取最大功率發射的辦法來確保入網操作魯棒性，造成了頻譜資源浪費，也不利于終端節能等問題，目的在于提供一種低軌衛星地面終端射頻功率控制方法及系統，采用閉環方案使星上接收機更加穩定，有利于增加用戶容量，采用功率可控方法，使得上行功率長時間在合適范圍內。

本發明通過下述技術方案實現：

一種低軌衛星地面終端射頻功率控制方法，包括以下步驟：

S1：用戶終端通過內置的GNSS接收機，得到衛星當前的基礎信息；

S2：對比所述衛星當前的基礎信息和衛星自帶的星歷信息，進行衛星過境情況判別，得到衛星的通信頻率對應的鏈路參數；

S3：依據衛星的通信頻率自帶的鏈路參數和用戶終端與衛星的距離數據，得到當前最佳上行功率值；

S4：用戶終端采用所述當前最佳上行功率值啟動入網連接；

S5：在完成入網連接后，地面終端通過接收衛星的下行業務PCCH通道中的控制字信息，實施功率控制微調操作；實現閉環功率控制；

S6：用戶終端通過對比步驟S5功率控制微調操作結果和當前PCCH的結果，判斷是否達到控制收斂，如果達到控制收斂，則功率控制完成；如果未達到控制收斂，返回步驟S5；