[发明专利]一种适于高通量卫星通信的信关站抗雨衰切换方法及装置

权利要求书

1.一种适于高通量卫星通信的信关站抗雨衰切换方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，获取在过去[t-W,t]时间段内各信关站跟踪接收机电平值，用向量记为H_j(t)＝[h_j(t-W),…h_j(t)]，其中j为信关站编号，取值从1到N+P，N为主用信关站的数量，P为备用信关站的数量，W为取样时间窗口；

步骤2，利用步骤1的结果，计算得到各信关站在过去[t-W,t]时间段内的雨衰值向量I_j(t)；

步骤3，利用步骤2的结果，预测各信关站在t+T时刻的雨衰值T为信道预测时间窗口；

步骤4，按照预测的雨衰值对各信关站按升序进行排序，雨衰值越小表明该信关站当前通信环境越好，将当前通信环境最好的备用信关站G′_S1，与目前环境最差的主用信关站G_SN匹配；然后将当前通信环境次好的备用信关站G′_S2，与通信环境次差的主用信关站G_S(N-1)匹配；并以此类推，直至将当前通信环境最差的备用信关站G′_SP，与目前通信环境排在第N-(P-1)位的主用信关站G_S(N-(P-1))进行匹配；

步骤5，通过门限比较确定需要切换的信关站匹配对；门限比较方法为：若主用信关站G_S(N-k+1)的预测雨衰值大于主用信关站G_S(N-k+1)的切换门限A_th(N-k+1)且备用信关站G′_Sk的预测雨衰值小于备用信关站G′_Sk的切换门限A′_thk，进行信关站匹配对k的切换；重复该门限比较过程，直至完成P个信关站匹配对的切换。

2.根据权利要求1所述的一种适于高通量卫星通信的信关站抗雨衰切换方法，其特征在于：所述的计算得到各信关站在过去[t-W,t]时间段内的雨衰值向量I_j(t)，具体为：将各信关站跟踪接收机在晴天时记录的最大电平值作为基准值h_jbase，该值减去各信关站跟踪接收机接收电平值H_j(t)，即为各信关站在过去[t-W,t]时间段内的雨衰值向量I_j(t)＝h_jbase-H_j(t)。

3.根据权利要求2所述的一种适于高通量卫星通信的信关站抗雨衰切换方法，其特征在于：所述的预测各信关站在t+T时刻的雨衰值具体为：

(31)设置初始取样时间窗口W₀，信道预测时间窗口T；

(32)将取样窗口内取样点雨衰值进行对数变换Y(i)＝ln(A(i))，i∈[t-[W]+1,t-[W]+2，…，t]，得到(Y(t-[W]+1)，Y(t-[W]+2)，…，Y(t))；

(33)在一个取样窗口期内，计算线性回归模型参数(m(t)，q(t)，σ，σ₁，σ₀)；其中高斯白噪声ξ(t)～N(0,t·σ²)，线性回归模型表示为：

其中：为取样时刻t输出预测雨衰值，m(t)为t时刻预测的雨衰变化直线斜率，q(t)为t时刻预测的雨衰变化直线截距，

式中[W]为表示不超过W的最大整数，Y(i)为取样窗口内取样点雨衰值的以e为底的对数值；

(34)求出当前时刻t₀的m(t₀)和q(t₀)，根据得到雨衰预测对数值

(35)确定最佳取样窗口长度；最优取样时间窗口W^*的计算公式如下：

式中a为取样间隔，n为在取样时间窗口W内取样点个数，表示不超过的最大整数；

(36)判断预测值在(T-Δt)时间内是否已经连续x个点单调变化，x为不超过的最大整数，如果单调变大或变小，则将取样窗口W更新为上一步的计算结果W^*，并将计数点清零；如果在x个点之内出现拐点，则不更新取样窗口，同时将计数点清零；当计数点尚不足x个时，不更新取样窗口，计数点+1；

(37)对进行对数逆变换，得到雨衰值