[发明专利]一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法及系统

权利要求书

1.一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，其特征在于，包括：

步骤一、实时监测降雨和馈电链路情况；

步骤二、对雨衰进行预测；

步骤三、划分降雨范畴；

步骤四、根据降雨范畴，采用相应的馈电链路传输方案。

2.根据权利要求1所述的一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，其特征在于，所述步骤二进一步为：

根据当前及前几个时刻的雨衰值，建立雨衰预测模型，并应用所述雨衰预测模型，预测出下一时刻的雨衰值，即：

式中，表示差分阶数，表示时序数据本身的滞后数，表示预测误差的滞后数，表示高斯白噪声序列，表示滞后的自相关系数，表示平稳变量，表示时间下标。

3.根据权利要求2所述的一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，其特征在于，所述雨衰预测模型通过自相关函数和偏自相关函数来确定其序列，进一步细化符合预测的模型；细化过程具体为对参数p，r，q进行估计，对于序列，当存在任意t，满足：

式中，表示序列的期望值，当对于序列中任意的t，t+s，满足：

式中，表示随机过程，则序列为宽平稳过程；所述自相关函数为：

式中，表示协方差，表示方差；对于实测的序列计算表达式进一步为：

式中，表示自协方差函数，对于长度为N的序列，其进一步为：

式中，表示序列的均值；所述偏自相关函数用于表示在都已知的条件下，和两者之间的自相关性，即：

式中，表示偏自相关函数的值，表示对应的自相关函数值。

4.根据权利要求1所述的一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，其特征在于，所述步骤三进一步为：根据步骤一实时监测出的降雨量，以及步骤二中预测出的降雨量，对降雨量划分为不同的降雨范畴；所述降雨范畴包括低雨量范畴、中等雨量范畴和强降雨范畴。

5.根据权利要求1所述的一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，其特征在于，所述步骤四进一步为：根据步骤三划分出的降雨范畴，采取不同的馈电链路可靠传输方案；所述传输方案进一步包括低雨量方案、中等雨量方案、强降雨方案；所述低雨量方案采用功率控制方案，通过信关站和卫星功率的调整来补偿降雨衰减；所述中等雨量方案采用功率控制和自适应编码调制方案，根据雨衰和链路监测结果，调整功率和选取合适的编码调制阶数，通过信息速率的降低来增大单位信息单元的功率；所述强降雨方案采用波束调度和星间链路数据卸载方案，通过系统异地多级资源的调度，实现传输网数据馈电链路的可靠传输。

6.根据权利要求5所述的一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，其特征在于，所述功率控制进一步为馈电链路功率控制，即在降雨期间增加卫星和地球站的发射功率，并在降雨事件结束后将功率返回到无降雨时的值来恢复正常链路。

7.根据权利要求5所述的一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，其特征在于，所述编码调制进一步为自适应编码调制，即发送端根据接收端反馈的信噪比，从一组预先设定的编码调制组合里选择最匹配的方式传输；所述自适应编码调制进一步将雨衰、大气闪烁影响因子加入到信道自适应模型中，并采用物理层逐帧功率优化方案，适应环境因素引起的链路质量快速变化的实际情况；所述自适应编码调制的信令信道前向链路功率固定，反向链路采用功率开环+闭环调整策略，首次信号发射基于预测计算。