[發(fā)明專利]空時頻三重復(fù)用與帶寬自適應(yīng)相結(jié)合的衛(wèi)星移動通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110236544.8
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112994782B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何元智;賈亦真
• 申請（專利權(quán)）人: 軍事科學(xué)院系統(tǒng)工程研究院網(wǎng)絡(luò)信息研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W24/02;H04W28/02;H04W28/18;H04W84/06
• 代理公司: 北京豐浩知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11781
• 代理人: 李學(xué)康

1.一種空時頻三重復(fù)用與帶寬自適應(yīng)相結(jié)合的衛(wèi)星移動通信方法，其特征在于，由衛(wèi)星、衛(wèi)星用戶終端、信關(guān)站來實現(xiàn)，衛(wèi)星采用星載多波束天線實現(xiàn)對地面的多波束覆蓋，其具體步驟包括：

S1，根據(jù)衛(wèi)星可支持的載荷重量、載荷功耗和器件工藝水平，設(shè)定星載多波束天線口徑、饋源數(shù)量、波束形成矩陣規(guī)模，進(jìn)而設(shè)定整個衛(wèi)星可形成的波束數(shù)量B_總和單波束的接收增益與接收噪聲等效溫度比值G/T值，其G/T值用(G/T)₀表示；

S2，設(shè)定系統(tǒng)共采用S種調(diào)制編碼組合，第i種組合對應(yīng)的接收門限值為U_i，i＝1,2,…,S，可用頻率資源在波束間進(jìn)行多色復(fù)用，復(fù)用因子設(shè)定為k，根據(jù)多色復(fù)用規(guī)則，k取值為1、3、4、7、12；

S3，分別計算k取1、3、4、7、12時，衛(wèi)星接收到的載波功率與同頻干擾功率的比值C/I值，得到(C/I)_k，k＝1、3、4、7、12；

S4，選擇U_i，i＝1,2,…,S，中的最大值，記為U_i,max，在滿足(C/I)_k≥U_i,max+U₀的所有(C/I)_k中選擇最小k值作為通信復(fù)用因子，記為K₀，其中U₀為根據(jù)衛(wèi)星通信鏈路傳輸損耗設(shè)定的鏈路損耗余量；

S5，將可用的頻率總帶寬記為W，則單波束可用帶寬W₀＝W/K₀；

S6，根據(jù)(G/T)₀、U_i,max、(C/I)_k、最小口徑的衛(wèi)星用戶終端的最大發(fā)射功率P_max，計算得出最小口徑的衛(wèi)星用戶終端的最大載波速率R_s和峰值信息速率R_b；

S7，設(shè)定衛(wèi)星用戶終端最低信息速率需求為R₀，計算出每個載波可劃分的時分信道數(shù)量n，δ_R為時域保護(hù)間隔，表示向下取整；

S8，根據(jù)最大載波速率R_s和頻譜成型滾降系數(shù)α，計算出峰值信息速率R_b所需占用的信道帶寬w＝R_s·(1+α)，定義信道帶寬w為基本載波，從而計算出衛(wèi)星單波束可支持的基本載波數(shù)

S9，將衛(wèi)星通信信道質(zhì)量按照由好至差劃分為p檔，衛(wèi)星用戶終端共有q類業(yè)務(wù)，每類業(yè)務(wù)對應(yīng)不同的信道質(zhì)量各有p種信息速率，則共有M＝p·q種可能的信息速率檔位，衛(wèi)星用戶終端根據(jù)通信信道質(zhì)量檔位和需要傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)種類，自適應(yīng)地從M檔速率中選取合適的速率進(jìn)行業(yè)務(wù)傳輸，各檔的信息傳輸速率表示為R_m,m＝1,2,…,M，其中m＝1,2,…,v時對應(yīng)的業(yè)務(wù)為窄帶業(yè)務(wù)，m＝v+1,v+2,…,M時對應(yīng)的業(yè)務(wù)為寬帶業(yè)務(wù)，1＜v＜M；

S10，計算衛(wèi)星用戶終端業(yè)務(wù)所需的基本載波數(shù)量，其計算公式為：

其中，m＝1,2,…,M，u＝1,2,…,U，U為具有業(yè)務(wù)傳輸需求的衛(wèi)星用戶終端的總數(shù)量，R_m,u為第u個衛(wèi)星用戶終端的第m檔信息速率需求，表示向上取整，V_m,u為第u個衛(wèi)星用戶終端的第m檔信息傳輸速率所需的基本載波數(shù)量；

S11，利用多目標(biāo)優(yōu)化算法，計算最優(yōu)寬窄帶業(yè)務(wù)資源分配比例，即帶寬切割因子β；

S12，計算窄帶業(yè)務(wù)所需的基本載波總數(shù)計算寬帶業(yè)務(wù)所需的基本載波總數(shù)

S13，如果V_n-b+V_b-b≤c，則信關(guān)站為各用戶終端按需分配基本載波，否則計算V_n-b/V_b-b，若V_n-b/V_b-b＞β，則在當(dāng)前接收到的全部業(yè)務(wù)中，按照由后到至先到的順序，依次拒絕后到的窄帶業(yè)務(wù)，直至剩余業(yè)務(wù)所需的基本載波數(shù)量總數(shù)不超過單波束可支持的基本載波數(shù)c，若V_n-b/V_b-b≤β，則在當(dāng)前接收到的全部業(yè)務(wù)中，按照由后到至先到的順序，依次拒絕后到的寬帶業(yè)務(wù)，直至剩余業(yè)務(wù)所需的基本載波數(shù)量總數(shù)不超過單波束可支持的基本載波數(shù)c。