[发明专利]一种恶劣气象环境的多波束卫星通信架构和功率分配方法

权利要求书

1.一种恶劣气象环境的多波束卫星通信架构和功率分配方法，其特征在于：实现该方法的气象卫星和GEO卫星辅助的LEO多波束卫星通信架构中，地面站首先与其可视范围内的GEO卫星建立联系，GEO卫星再与其可视范围内的LEO卫星建立联系；地面站通过GEO卫星与LEO卫星进行通信，发送星上资源的分配指令；

地面站LEO卫星关联表每分钟进行一次更新，确保每个LEO卫星必定和一个地面站进行关联；当地面站不能和LEO卫星建立联系的时候，使用算法将LEO卫星分配给另一个地面站进行星上资源的管理；地面站做出决策后，通过GEO卫星将决策转发给关联的LEO卫星；

基于实时气象数据的功率分配方法如下：地面站通过搜集到的气象卫星数据，综合计算后得到每个区域中心点的噪声矩阵：

其中，N_i，j为经度为x_i，纬度为y_j的区域的中心点的噪声；

计算LEO卫星波束的噪声的方法为：将波束B与每个区域噪声N组合为(B，N)；对于波束B，其经度为x_b，纬度为y_b；经度为x_i、纬度为y_j区域的噪声为N_i，j；

对于LEO卫星的波束B，其经度为x_b，纬度为y_b；计算波束B和经度为x_i、纬度为y_j的区域的距离并记录；选取其他区域计算距离并记录；从所有距离中选取距离波束B最近的8个区域，用N_i表示第i近的区域的噪声；波束B的噪声为

基于实时气象数据的功率分配方案如下：

地面站根据计算LEO卫星波束的噪声的方法计算波束B的噪声N，并根据LEO卫星的用户请求获得波束B所需的信道容量C和带宽B_a；波束B所分配的功率为

2.根据权利要求1所述的一种恶劣气象环境的多波束卫星通信架构和功率分配方法，其特征在于：地面站与LEO卫星进行关联的方法如下：

将地面站和LEO卫星两两组合为(E，S)；对于第e个地面站和第s个LEO卫星的组合为(E_e，S_s)；第e个地面站的经度为x_e，纬度为y_e，已经关联的LEO卫星数量为n；第s个LEO卫星的星下点的经度为x_s，纬度y_s；地面站和LEO卫星的距离为若的值是所有包含第s个LEO卫星的组合中最小的，即当前地面站是距离LEO卫星最近且关联卫星数量最少的，则将第e个地面站和第s个LEO卫星填入地面站LEO卫星关联表。

3.根据权利要求1所述的一种恶劣气象环境的多波束卫星通信架构和功率分配方法，其特征在于：地面站根据气象卫星数据计算噪声并管理LEO卫星星上资源的方法为：通过地面站与LEO卫星进行关联的方法更新地面站LEO卫星关联表；气象卫星将观测数据划分区域上传到GEO卫星，GEO卫星将观测数据按照划分区域分发给距离分区最近的地面站；地面站使用气象数据计算该区域的噪声，并根据噪声计算该区域的功率分配方案；地面站上传功率分配方案到GEO卫星，GEO卫星根据关联表将方案下发给关联的LEO卫星。