[发明专利]一种面向低轨通信卫星的数据传输速率自适应匹配方法

权利要求书

1.一种面向低轨通信卫星的数据传输速率自适应匹配方法，其特征在于，包括：

用户端周期性统计链路信噪比，将当前周期统计的信噪比与上一周期统计的信噪比进行加权平均处理，得到用于表征信道质量的统计信噪比信息；

在周期性统计链路信噪比的同时对信噪比进行预测，得到用于表征信道质量的预测信噪比信息；

以低轨卫星与用户端的硬件时间戳为度量，进行周期性时延测量获取卫星与用户端间的高精度时延信息；

以低轨卫星与用户端的硬件时间戳为度量，进行周期性时延测量获取卫星与用户端间的高精度时延信息，包括：

其中，Delay_cur表示当前周期卫星与用户端间的高精度时延信息，t₁和t₂分别表示传输延时测量请求时低轨卫星和用户端的时间戳，t₃和t₄分别表示发送和接收回应报文时低轨卫星和用户端的时间戳；

将时延信息作为信道质量信息是否失效的度量计算权重因子，分别给用于表征信道质量的统计信噪比信息和用于表征信道质量的预测信噪比信息动态分配权重，获取修正后的信道质量信息，完成信道质量的评估；

将时延信息作为信道质量信息是否失效的度量计算权重因子，包括：

其中，λ表示权重因子，Delay_a表示当前周期的时延估计误差，Delay_a＝|Delay_a-1-Delay_cur|，Delay_a-1表示上一周期的时延估计差值，Delay_max表示延估计误差中的最大值；

分别给用于表征信道质量的统计信噪比信息和用于表征信道质量的预测信噪比信息动态分配权重，获取修正后的信道质量信息，包括：

SNR_final＝λSNR_real+(1-λ)SNR_pre

其中，SNR_final表示修正后的信道质量信息，SNR_real表示用于表征信道质量的统计信噪比信息，SNR_pre表示用于表征信道质量的预测信噪比信息；

用户端将修正后的信道质量信息返回给低轨卫星，低轨卫星依据信道质量信息自适应的指定速率发送数据。

2.根据权利要求1所述的一种面向低轨通信卫星的数据传输速率自适应匹配方法，其特征在于，所述链路的信噪比统计，包括：

在卫星通信环境中使用导频信号估计信噪比：通过在低轨卫星待发送信号中插入导频，接收端接收插有频导的信号，并修正接收信号的相位偏移，根据相位修正后的信号对导频进行提取并计算出导频信号在帧中的位置，获取导频位置的信道状态，得到链路的信噪比。

3.根据权利要求2所述的一种面向低轨通信卫星的数据传输速率自适应匹配方法，其特征在于，修正接收信号的相位偏移，包括：

其中，r_T(k)表示用户端修正相位偏移后的接收信号，k表示第k组信号，r_nt(k)表示低轨卫星发送的有效信息信号，j表示虚数单位，arccos()表示反余弦函数，exp()表示指数函数，Re()表示取实部操作，Im()表示取虚部操作，v_d(k)表示低轨卫星发送的导频信号，r_d(k)表示用户端接收的导频信号，表示用户端接收的导频信号共轭。

4.根据权利要求2所述的一种面向低轨通信卫星的数据传输速率自适应匹配方法，其特征在于，对导频进行提取并计算出导频信号在帧中的位置，获取导频位置的信道状态，得到链路的信噪比，包括：

其中，SNR表示链路的信噪比，B表示信号在卫星与用户端传输时的高斯白噪声带宽，N表示信号在卫星与用户端传输时的功率谱密度，P表示接收信号的功率，z(k)表示衰落幅度，lg()表示对数函数。