[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

说明书

本发明提出了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，其中所述方法通过对降雨和馈电链路的监测，以及结合雨衰预测对实时降雨量和未来降雨量进行评估，将降雨量根据划分标准将其分类到低雨量、中等雨量和强降雨范畴，随后进一步根据所划分的余量范畴，采取不同的馈电链路可靠传输方案。其中低雨量采用功率控制方案，通过信关站和卫星功率的调整来补偿降雨衰减；中等雨量采用功率控制加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；强降雨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。

技术领域

本发明涉及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，特别是涉及无线通信网络领域。

背景技术

星座卫星通信系统的馈电链路采用高频段支撑大容量星地数据传输，高频段极易受到降雨等环境因素的影响，使链路性能恶化，严重的时候甚至会导致链路中断。现有技术中，卫星通信系统中馈电链路可靠性保证主要采用功率控制和自适应编码调制的方法。

但是，在雨衰等因素导致馈电链路衰耗增大，容量减小的时候，增大信关站或卫星发射功率，保证接收端信噪比；或是减小调制编码阶数，可靠性的提高是以牺牲传输速率的方式实现。

发明内容

发明目的：一个目的是提出一种低轨卫星通信系统馈电链路的可靠性设计方法，以解决现有技术存在的上述问题。进一步目的是提出一种实现上述方法的系统。

技术方案：一种基于低轨星座卫星通信的无线资源调度方法，包括以下步骤：

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。

在进一步的实施例中，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。

在进一步的实施例中，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：

以及对于序列中任意的t，t+s，满足：

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，表示自相关函数对应的数值。