[发明专利]基于多星协作的低轨卫星通信性能增强方法及系统

说明书

本发明实施例公开了基于多星协作的低轨卫星通信性能增强方法及系统，涉及卫星通信网领域，能够解决多颗卫星交叠覆盖的边界终端数据接收性能较差问题。本发明包括：将数据流按比例分成n个子流并分别发向n颗卫星，且定期更新n个子流的比例，其中，n为大于或等于2的正整数；各颗卫星将接收到的数据分组进行分段编码后发向终端，并通过星间链路向其它卫星发送；终端从n颗卫星收到传输块TB后进行解码，并对其中的重传分段进行软合并处理；根据传输块中各分段解码的结果，生成综合应答，并向所述n颗卫星发送；各颗卫星接收到所述综合应答后，向所述终端进行分段重发。本发明适用于低轨通信卫星的多星协作传输。

技术领域

本发明涉及卫星通信网领域，尤其涉及基于多星协作的低轨卫星通信性能增强方法及系统，尤其是可以应用于对边界终端的性能增强。

背景技术

目前的低轨通信卫星一般通过电磁波束覆盖地面终端。而由于低轨道卫星的运动速度非常快，一般电磁波束持续覆盖一个地面终端的时间通常在10分钟之内，当终端频繁处于两颗或更多颗卫星电磁波束覆盖区域边界，其接收到的原有卫星通信信号不仅较弱，而且还会受到另一颗卫星发射信号的干扰，严重影响终端数据接收质量。

目前提出的一种可能的解决方案是，通过多星协作传输，从两颗或更多颗相邻卫星同时向交叠覆盖的边界终端发送数据信号，终端对两路或多路信号进行分集接收，解调各路数据后进行软合并，从而提高通信性能。

但是由于各卫星信道性能不均衡且动态变化，如果各卫星链路发送完全相同的数据流，会超过某颗卫星链路容量导致其出现阻塞，连简单的单路传输也无法完成，更无法完成复杂的多星协作传输。

发明内容

本发明的实施例提供的基于多星协作的低轨卫星通信性能增强方法及系统，至少能够解决多颗卫星交叠覆盖的边界终端数据接收性能较差问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本发明的实施例提供的基于多星协作的低轨卫星通信方法，包括：将数据流按比例分成n个子流并分别发向n颗卫星，且定期更新n个子流的比例，其中，n为大于或等于2的正整数；各卫星将接收到的数据分组进行分段编码后发向终端，并通过星间链路向其它卫星发送；从n颗卫星收到传输块（TB）后进行解码，并对其中的重传分段进行软合并处理；根据传输块中各分段解码的结果，生成综合应答，并向所述n颗卫星发送；各颗卫星接收到所述综合应答后，向所述终端进行分段重发。

具体的，所述更新n个子流的比例，包括：信关站利用卫星轨迹、用户链路的当前信道数据、用户链路的历史信道数据和卫星的数据缓冲区状态，确定当前所述n个子流的比例。

所述确定当前所述n个子流的比例，包括：所述信关站根据卫星轨迹、用户链路的当前信道数据和用户链路的历史信道数据，获取未来的时间段内各颗卫星至地面终端通信链路信道状态的估计结果，并根据所述估计结果确定所述时间段内各条链路承担的流量比例；其中，对于数据缓冲区平均长度持续超过预设门限的卫星，暂停数据传输。

所述将接收到的数据分组进行分段编码后发向终端，包括：针对一颗卫星，在MAC层将这一颗卫星所属子流的分段，与协作卫星的待重传分组的一部分分段拼装为传输块，并发向终端；其中，所属子流的分段，包括：首发分组的各分段，或者，重传分组中的部分分段；分段被编码形成编码块（CB），由编码块拼装得到传输块，且每个编码块上添加循环冗余校验字段（CRC）。

所述通过星间链路向其它卫星发送，包括：针对一颗卫星，通过星间链路，将首发分组的各分段数据和结构描述，传给协作卫星，作为所述协作卫星的协作子流。

在所述终端根据传输块中各分段解码的结果，生成综合应答，并向所述n颗卫星发送的过程中，包括：所述终端生成n个综合应答并向所述n颗卫星发送，其中，所述综合应答包括：对一颗卫星所属的子流分组的各分段的应答，和对其他卫星的子流分组的出错分段的应答。