[发明专利]基于直列式干扰抑制的GEO和NGEO通信卫星频谱共享方法

说明书

本发明涉及一种基于直列式干扰抑制的GEO和NGEO通信卫星频谱共享方法，对使用相同频段的地球同步轨道GEO和非地球同步轨道NGEO卫星通信系统进行干扰分析，确定通信卫星系统在下行共享频率场景和上行共享频率场景下的直列式干扰约束；根据功率控制法，建立地球同步轨道GEO和非地球同步轨道NGEO卫星下行共享频率场景和上行共享频率场景下的数学模型；计算下行、上行共享频率场景下NGEO地面站的载噪比和NGEO卫星对GEO地面站的干扰总计为，得到NGEO卫星的发射功率范围。采用本发明的方法提高了两种卫星系统的频谱利用效率，解决了直列式干扰卫星系统无法同时工作的问题。

技术领域

本发明涉及一种基于直列式干扰抑制的地球同步轨道GEO和非地球同步轨道NGEO通信卫星频谱共享方法，卫星通信技术领域。

背景技术

卫星通信系统通过采取部署在地球静止轨道(GEO)和非地球静止轨道(NGEO)上的卫星，提供固定的、移动的、交互的和个人的服务。为了解决频谱稀少问题，下一代卫星系统要求更高的频谱效率，不同的卫星系统需要共享相同的频谱。在这种背景下，催生了认知卫星通信技术，它是提供不同的手段使得两种卫星通信网络能够共享频谱。

NGEO相比于GEO有着如下优势，如较小的自由空间损耗、小的传播时延和低的卫星入轨成本。在NGEO和GEO下的卫星共存场景下，直列式干扰是个严重的问题，它出现在NGEO卫星经过地面站与GEO卫星之间的直线链路上，也就是地面站、NGEO和GEO卫星在一条线上就会出现直列式干扰，如图1所示为前向链路和返回链路下的直列式干扰情况。探索高效的技术手段来抑制这种直列式干扰对GEO和NGEO卫星网络共存场景是有着重要意义和挑战的。

目前采用的技术有波束关闭方法，分频手段。波束关闭是指当多个波束重合太多时，关闭其中一个波束。分频手段是指将频谱分成若干子集，分给不同轨道平面的卫星来避免互相干扰。

随着NGEO卫星在空间数量增加，NGEO卫星系统与已经存在的卫星网络频率共存的需求在快速增加。这种共存体现在时间域、空间域、或者极化域、辐射模式等。根据卫星前向或者返向模式，下列场景需要考虑：

在Ka波段的LEO/MEO和GEO卫星的前向频带共享(GEO前向，LEO/MEO前向)；

在Ka波段的LEO/MEO和GEO卫星的反向频带共享(GEO前向，LEO/MEO反向)；

在Ka波段的LEO/MEO和GEO卫星的前向频带共享(GEO反向，LEO/MEO反向)；

在Ka波段的LEO/MEO和GEO卫星的反向频带共享(GEO反向，LEO/MEO前向)；

采用认知技术来处理两种卫星系统共存下的干扰管理，具体场景是GEO和NGEO卫星网络操作在前向模式或者操作在返回模式，GEO卫星作为主卫星，NGEO卫星作为次卫星。更进一步，GEO卫星链路操作在Ka波段，尽管这种干扰事件可以采用星座几何学的合理规划来预先决定和避免，但是在这些方法的动态调整中，主星系统的性能也会受到影响。此外，利用这些静态方法来尝试抑制直列式冲突时，NGEO系统的服务质量无法得到保证。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在NGEO终端上行传输和NGEO卫星下行传输时，使用自适应的功率控制技术，既满足NGEO链路要求的服务质量，又考虑到对主星系统的干扰。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

提供一种基于直列式干扰抑制的GEO和NGEO通信卫星频谱共享方法，包括如下步骤：

(1)对使用相同频段的地球同步轨道GEO和非地球同步轨道NGEO卫星通信系统进行干扰分析，确定通信卫星系统在下行共享频率场景和上行共享频率场景下的直列式干扰约束；