[发明专利]地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法及装置

说明书

本发明提供一种地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法及装置，该方法包括：获取地球同步轨道卫星通信系统接收端得到的待监测信号的星座图；将所述星座图输入至训练后的卷积神经网络模型，输出所述待监测信号对应的通信系统的性能监测结果，所述性能监测结果包括接收信号的调制格式及通信系统的物理损伤类型。该方法通过训练好的卷积神经网络模型，对卫星通信系统接收端收到的待监测信号的星座图进行分类，识别出包括系统调制格式以及物理损伤类型在内的性能监测结果，从而能够及时地判断出通信系统的调制类型和物理损伤类型，有利于对传输系统内的设备或器件进行及时维护，或者便于进一步针对该传输信号进行信号均衡或补偿。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法及装置。

背景技术

地球同步轨道卫星是指轨道高度大约为36000km，与地球处于相对静止状态的卫星。地球同步轨道卫星通信系统指的是利用无线电信号进行通信的系统，地球同步轨道卫星通信由于具有通信距离远，通信容量大，覆盖范围广，安全可靠性高等优点，受到广泛关注。

对于地球同步轨道卫星通信系统而言，系统性能很大程度上取决于链路损伤的程度。在地球同步轨道卫星通信系统中，链路损伤主要来源于两个方面：(1)由于无线电波频率向高频方向的扩展，使得大气条件对于电波传输的影响逐渐显著，电波经过大气层会产生信号衰减，主要包括大气吸收损耗、云雾损耗、闪烁衰减、降雨衰减等，尤其是降雨衰减，其与频率、天气条件以及系统可用度相关。(2)卫星通信技术是一个完整且复杂的体系，涉及到前端平台、数字调制和链路传输、以及星上和地面的接收处理等，每一个环节都构成一个子系统，其中星上和地面的接收处理方面由于器件的缺陷会带来损伤。

为了防止这些损伤影响卫星通信系统的稳定运行，传统的卫星通信系统性能监测通常由阈值限定的方法。这种传统的监测方法存在以下主要缺陷：(1)对于未知调制格式下的通信系统，无法准确判断调制格式，从而造成资源浪费；(2)一旦系统发生故障，需要大量的人工干预、专业的人力资源和时间；(3)不能确定系统故障的根本原因；(4)对于在地球同步轨道卫星通信系统中可能经常发生的一些软故障(系统的物理损伤)，用这种常规方法一般不能轻易监测到。这样不仅使地球同步轨道卫星通信系统的运行成本大幅上涨，而且造成了网络跟人力资源的浪费。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法及装置。

本发明提供一种地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法，包括：获取地球同步轨道卫星通信系统接收端得到的待监测信号的星座图；将所述星座图输入至训练后的卷积神经网络模型，输出所述待监测信号对应的通信系统的性能监测结果，所述性能监测结果包括接收信号的调制格式及通信系统的物理损伤类型；其中，所述卷积神经网络模型，根据以确定的性能监测结果作为标签的待监测信号进行训练后得到。

根据本发明一个实施例的地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法，所述性能监测结果还包括物理损伤类型的程度。

根据本发明一个实施例的地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法，所述将所述星座图输入至训练后的卷积神经网络模型之前，还包括：获取不同调制格式、不同物理损伤类型和损伤程度的通信系统接收端的接收信号，每个接收信号作为一个训练样本，并确定接收信号对应的星座图；将每一个训练样本的星座图输入到构建的卷积神经网络模型中，获取样本对应的预测调制格式和物理损伤类型及程度，并根据对应的标签来进行参数更新，得到训练后的卷积神经网络模型。

根据本发明一个实施例的地球同步轨道卫星通信系统的性能监测方法，将所述星座图输入至训练后的卷积神经网络模型，输出所述待监测信号对应的通信系统的性能监测结果，包括：将所述星座图经过归一化预处理变成统一大小的三通道星座图；依次通过三层特征提取网络进行特征提取，每一特征提取网络包括卷积层和池化层；将最后提取的特征图输入全连接层，经输出层输出所述待监测信号对应的通信系统的性能监测结果。