一种卫星移动通信系统自适应功率控制方法

技术领域

本发明涉及卫星移动通信系统技术领域，特别是一种卫星移动通信系统自适应功率控制方法。

背景技术

卫星移动通信系统作为地面蜂窝移动通信的延伸和补充，多用于偏远地区的通信和应急通信，较好地解决了地面蜂窝移动通信系统在偏远地区以及海域中覆盖能力有限的问题。一般来说，典型卫星移动通信系统由GEO/LEO卫星、卫星终端/移动地球站、信关站GW和运控系统等元素组成，可以为用户提供网内电话、短消息、上网、传真等业务，通过与PSTN、PLMN、Internet互联，实现全球范围内业务互联。

在卫星移动通信系统中，支持手持、车载、机载、船载等多种类型卫星终端，由于搭载的天线、射频器件等不同，不同类型卫星终端接收和发射能力差异较大，若不对终端发射功率进行限制，势必导致同频波束之间的互相干扰，若不对卫星发射功率进行自适应调整，势必导致用户系统支持的用户数量降低。

相对于地面无线通信信道来讲，卫星信道具有长时延特性，以GEO卫星移动通信系统为例，一次往返时延至少540ms，当前的信道状态信息不能作为自适应控制的依据，显然，地面移动通信所采用的闭环功率控制算法不再适应于卫星移动通信系统。

准确的信道测量和快速信道质量反馈是系统实施有效功率控制的前提，然而，卫星移动通信系统带来的长延时问题，使得对端信道测量的反馈数据不能够反映当前信道质量，严重降低卫星移动通信系统功率控制性能。

专利1(申请号：201680053046.7申请日：2016-09-09)提出了一种用于卫星通信的基于占空比的功率控制方案，卫星网络通过控制波形传输的占空比，从而在卫星向UT进行发送时控制卫星的平均发射功率，但不能适应不同的使用环境进行功率控制；专利2(申请号：201010179809.7申请日：2010-05-21)提出了一种卫星通信系统的上行链路自适应闭环功率控制方法，采用基于二分搜索增长的功率控制算法，解决了由于环境等因素对卫星信号链路产生的干扰，但主要用户上行链路的自适应功率控制，不能进行全局的功率控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够自适应进行卫星移动通信系统功率控制、提高系统通信容量和通信质量的卫星移动通信系统功率控制方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种卫星移动通信系统自适应功率控制方法，包括以下步骤：

步骤1、本端首先对业务信道突发进行接收，并测量当前业务信道信号与噪声的比值SNR

步骤2、本端进入闭环功率控制流程，判断是否到随路功率控制信道的接收时机，若到随路控制信道时机，则计算对端的发射功率衰减值

步骤3、利用闭环功率控制计算本端的发射功率衰减值

步骤4、利用开环功率控制修正本端本次发射功率

步骤5、对

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)利用改进遗传算法进行语音对抗性攻击，在黑盒场景下，不需要模型的结构信息，使自动语音识别系统产生设置的目标结果；(2)生成的对抗性样本与原始音频文件差异性较小，使人耳无法察觉，或仅被视为背景噪声，具有较好的隐蔽性；(3)利用遗传算法寻找粗粒度噪音，当样本接近目标扰动时，利用梯度下降算法寻找细粒度噪声，改进了适应度函数，通过动量更新提高有益突变的概率，减少了找到全局最优解的时间，提高了攻击效率。

附图说明

图1是本发明一种卫星移动通信系统自适应功率控制方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明一种卫星移动通信系统自适应功率控制方法，包括以下步骤：

步骤1、本端首先对业务信道突发进行接收，并测量当前业务信道信号与噪声的比值SNR

步骤2、本端进入闭环功率控制流程，判断是否到随路功率控制信道的接收时机，若到随路控制信道时机，则计算对端的发射功率衰减值

步骤3、利用闭环功率控制计算本端的发射功率衰减值

步骤4、利用开环功率控制修正本端本次发射功率

步骤5、对

进一步地，所述的卫星移动通信系统，包括GEO/LEO卫星、卫星终端/移动地球站、信关站GW和运控系统，为用户提供网内电话、短消息、上网、传真业务，通过与PSTN、PLMN、Internet互联，实现全球范围内业务互联。

进一步地，步骤1所述的本端首先对业务信道突发进行接收，并测量当前第j个业务信道信号与噪声的比值SNR

步骤1.1、在卫星移动通信系统中，随路功率控制信道的突发数据均匀分布在k个连续的业务信道中，若要准确估计当前信道的质量，需要对k个连续业务信道突发的信道质量求平均和相关修正，减少单个突发信号随机性的影响，估计当前平均信号质量

步骤1.2、利用当前估计的

步骤1.3、计算第z帧的信道质量预测值

进一步地，步骤1.1所述的在卫星移动通信系统中，随路功率控制信道的突发数据均匀分布在k个连续的业务信道中，每个信道包含一个功率控制块，若要准确估计当前信道质量，需要对k个连续业务信道突发的信道质量求平均和相关修正，减少单个突发信号随机性的影响，估计当前平均信号质量

步骤1.1.1、计算第n组业务信道的平均信道质量

步骤1.1.2、计算第n组业务信道的信道质量方差σ

步骤1.1.3、若n＝1，初始化本地SNR平均方差为

利用当前的SNR平均方差

式中，fltr为滤波器系数因子，SNRfactor为修正因子，均为网络侧广播给终端用户。

进一步地，步骤1.2所述的利用收到的N组随路信道的SNR平均值和期望预测距离Δ，计算预测系数W(m)，计算公式为：

其中，Matrix()表示矩阵，L是使用的预测系数矩阵W(m)的数量，N表示用于获得W(m)的随路功率控制信道SNR的样本数量，W(m)代表第m个预测系数矩阵，m为0到L-1；

进一步地，步骤1.3所述的计算第z帧的信道质量预测值

/>

其中，

进一步地，步骤2所述的本端进入闭环功率控制流程，判断是否到随路功率控制信道的接收时机，若到随路控制信道时机，则计算对端的发射功率衰减值

步骤2.1、如果功率控制消息译码正确，则提取有效的对端的发射功率

步骤2.2、

其中，Gain为闭环功率控制增益因子，SNRT为要满足一定的信道误码率要求的目标SNR，SNR(n)为利用步骤1.3中的公式预测的信道质量预测值，n至少为当前帧号加上一次往返所耗费的时长，当SNRT

步骤2.3、将

进一步地，步骤3所述的利用闭环功率控制计算本端的发射功率衰减值

步骤3.1、如果功率控制消息能正确译码且能够得到转义字符，从消息中译码的

步骤3.2、如果功率控制消息不能够正确译码或者不能够得到有效的转义字符，将上次正确解调的

步骤3.3、按照如下公式计算闭环的

进一步地，步骤4所述的利用开环功率控制修正本端本次发射功率

步骤4.1、利用公式(6)预测下一帧随路控制信道质量SNR

步骤4.2、计算开环功率余量P

步骤4.3、如果P

步骤4.4、如果P

其中，n1、n2、P

进一步地，步骤5所述的对

根据系统设定的发射功率值下限P

下面结合附图和具体实施例，对本发明进一步的详细说明。

实施例

结合图1，本发明一种卫星移动通信系统自适应功率控制方法，包括以下步骤：

步骤1、本端首先对业务信道突发进行接收，并测量当前业务信道信号与噪声的比值SNR

步骤2、本端进入闭环功率控制流程，判断是否到随路功率控制信道的接收时机，若到随路控制信道时机，则计算对端的发射功率衰减值

步骤3、利用闭环功率控制计算本端的发射功率衰减值

步骤4、利用开环功率控制修正本端本次发射功率

步骤5、对

作为一种具体示例，所述的卫星移动通信系统，包括GEO/LEO卫星、卫星终端/移动地球站、信关站GW和运控系统，可以为用户提供网内电话、短消息、上网、传真业务，通过与PSTN、PLMN、Internet互联，实现全球范围内业务互联。

作为一种具体示例，步骤1所述的本端首先对业务信道突发进行接收，并测量当前第j个业务信道信号与噪声的比值SNR

步骤1.1、在卫星移动通信系统中，随路功率控制信道的突发数据均匀分布在k个连续的业务信道中，若要准确估计当前信道的质量，需要对k个连续业务信道突发的信道质量求平均和相关修正，减少单个突发信号随机性的影响，估计当前平均信号质量

步骤1.2、利用当前估计的

步骤1.3、计算第z帧的信道质量预测值

作为一种具体示例，步骤1.1所述的在卫星移动通信系统中，随路功率控制信道的突发数据均匀分布在k个连续的业务信道中，每个信道包含一个功率控制块，若要准确估计当前信道质量，需要对k个连续业务信道突发的信道质量求平均和相关修正，减少单个突发信号随机性的影响，估计当前平均信号质量

步骤1.1.1、计算第n组业务信道的平均信道质量

/>

步骤1.1.2、计算第n组业务信道的信道质量方差σ

步骤1.1.3、若n＝1，初始化本地SNR平均方差为

利用当前的SNR平均方差

式中，fltr为滤波器系数因子，SNRfactor为修正因子，均为网络侧广播给终端用户。

作为一种具体示例，步骤1.2所述的利用收到的N组随路信道的SNR平均值和期望预测距离Δ，计算预测系数W(m)，计算公式为：

其中，Matrix()表示矩阵，L是使用的预测系数矩阵W(m)的数量，N表示用于获得W(m)的随路功率控制信道SNR的样本数量，W(m)代表第m个预测系数矩阵，m为0到L-1。

作为一种具体示例，步骤1.3所述的计算第z帧的信道质量预测值SNR(z)，公式为：

其中，

作为一种具体示例，步骤2所述的本端进入闭环功率控制流程，判断是否到随路功率控制信道的接收时机，若到随路控制信道时机，则计算对端的发射功率衰减值

步骤2.1、如果功率控制消息译码正确，则提取有效的对端的发射功率

步骤2.2、

/>

其中，Gain为闭环功率控制增益因子，SNRT为要满足一定的信道误码率要求的目标SNR，SNR(n)为利用步骤1.3中的公式预测的信道质量预测值，n至少为当前帧号加上一次往返所耗费的时长，当SNRT

步骤2.3、将

作为一种具体示例，步骤3所述的利用闭环功率控制计算本端的发射功率衰减值

步骤3.1、如果功率控制消息能正确译码且能够得到转义字符，从消息中译码的

步骤3.2、如果功率控制消息不能够正确译码或者不能够得到有效的转义字符，将上次正确解调的

步骤3.3、按照如下公式计算闭环的

作为一种具体示例，步骤4所述的利用开环功率控制修正本端本次发射功率，具体如下：

步骤4.1、利用公式(6)预测下一帧随路控制信道质量SNR

步骤4.2、计算开环功率余量P

步骤4.3、如果P

步骤4.4、如果P

其中，n1、n2、P

作为一种具体示例，步骤5所述的根据P

所述P

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。