一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法

技术领域

本发明涉及卫星通信系统中的地球站发射EIRP规划技术领域，特别是指一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法。

背景技术

随着卫星通信技术的快速发展，卫星通信系统变得更加复杂，对于卫星地球站而言，由于部署区域、功能应用以及便携性等方面差异，卫星地球站通常有多种站型，如大口径天线的区域站、中口径天线的车载站、小口径天线的箱式站和便携站等，不同站型之间由于设备性能和参数的差异，使得地球站间的天线增益与低噪入口电平指标不同，对卫星上行与下行链路的信道余量也不同，下面对卫星通信系统中不同站型的卫星地球站在上行链路与下行链路中工作产生的问题进行分析：

对于下行链路，不同站型地球站其的天线增益与低噪入口电平不同，大口径天线区域站与小口径天线便携式站之间的天线增益与低噪入口电平差异巨大，例如一种大口径天线区域站的天线增益与低噪入口电平为60.5dBi和-66.95dBm，一种小口径天线便携式站的天线增益与低噪入口电平为36.3dBi和-91.15dBm。此外，不同站型地球站在不同载波下的信道余量也不同，虽然高速载波(如96Msps载波)能够提供更大的信息传输速率，但是不能支持所有站型地球站(如小口径天线便携式站)，因此在多站型的地球站发射EIRP规划中需要考虑各种站型情况下的差异。

对于上行链路，不同站型地球站间发射EIRP的差异导致了卫星天线口面接受收发射信号电平的差异，若按照导致接收电平差异最大的载波组合规划，功率控制范围便超过了卫星星载解调器适应接收电平的能力。此外，在站型配置和载波配置中应尽可能到达卫星天线口面的信号功率谱密度相同或相近，以减小临道信号电平差以及同载波不同站型之间发射能力差对解调器性能的影响，因此需要使用信道速率因子、站型因子、信道质量、扩展因子进行功率控制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法，在卫星通信系统应用领域内，本发明实现了多站型下的卫星地球站发射EIRP规划方法，在多站型复杂情况下对卫星地面站发射EIRP进行了整体规划，优化了卫星通信系统的资源利用率，特别是在突发载波条件下的波束资源的利用率，提高了卫星通信系统的传输效率。

本发明采取的技术方案为：

一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法，包括以下步骤：

步骤1：地面管控中心生成地面系统的地球站站类型保障需求、载波类型需求和信息速率保障需求；

步骤2：判断载波类型需求，如果载波类型为连续载波，则每个波束内仅存在一条载波，地球站在工作状态简化为独占载波，规划结果为每个地球站使用各自最大发射功率进行发射；如果载波类型为突发载波，则执行步骤3；

步骤3：根据步骤1生成的地球站站类型保障需求和信息速率保障需求，按照地球站可提供最大功率原则计算初步规划结果；

步骤4：依据资源带宽分配情况对初步规划结果进行调整并得到最终规划结果。

进一步的，步骤3的具体方式为：

步骤31：依据地面系统的地球站站类型保障需求初始化站型选择，并初始化载波组数为1；

步骤32：根据信息速率保障需求，按照最低信噪比要求选择调制和编码方式，并根据选择的调制和编码方式以及各地球站的信息速率保障需求计算各地球站最低信道速率及可选择的载波速率集合；

步骤33：根据各地球站可选择的载波速率集合中的最大值确定载波速率；

步骤34：按照确定的载波速率和各地球站的信息速率保障需求计算各地球站的调制编码方式、解调门限、信道速率和扩频因子；

步骤35：根据各地球站的调制编码方式、解调门限、信道速率和扩频因子确定各地球站的信道质量因子和信息速率因子，形成站型信道参数初步规划结果；

步骤36：根据站型信道参数初步规划结果计算功率控制因子，然后结合功率控制因子选择各站发射档位，并计算信号传输质量；

步骤37：根据信号传输质量判断是否满足解调门限要求和载波间功率差的要求，若满足则按照步骤35形成的站型信道参数初步规划结果完成规划，然后执行步骤4；若不满足则增加1组载波组数量，并按照大小站型相近原则将所需各站分配至相应载波，返回步骤32。

进一步的，步骤4的具体方式为：

步骤41：根据步骤3得到的初步规划结果计算当前频率资源占用情况；

步骤42：根据计算出的当前频率资源占用情况判断当前频率资源是否满足规划结果，若满足则规划结束，则得到最终规划结果，若不满足则执行步骤43；

步骤43：根据初步规划结果判断载波组数量是否大于最大载波组数量，若规划的载波组数量大于最大载波组数量则不满足要求，无满足当前地面管控中心生成需求的规划结果，并向地面管控中心建议降低保障需求，包括调整地球站站类型需求和降低信息速率保障需求；若规划的载波组数量小于等于最大载波组数量则满足要求，依据信噪比要求调整编码方式以满足规划需求，并得到最终规划结果。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

在卫星通信系统应用领域内，本发明实现了多站型下的卫星地球站发射EIRP规划方法，在多站型的复杂情况下对卫星地面站发射EIRP进行了整体规划，在满足规划需求与信噪比门限的前提下最优化对载波资源的使用，并在此前提下最大化信息传输效率，显著提高对卫星波束资源的使用效率，特别是在突发载波条件下的波束资源的利用率，提高了卫星通信系统的传输效率。

附图说明

图1为本发明的一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法在一个实施例中的整体流程示意图。

图2为本发明的一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法在一个实施例中的第三步流程示意图。

图3为本发明的一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法在一个实施例中的第四步流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及较佳实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

在其中一个实施例中，如图1所示，本发明提供一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法，该方法包括以下步骤。多站型卫星地球站发射EIRP规划方法的具体过程如下：

S1：地面管控中心生成地球站站类型需求、载波类型和信息速率保障需求；

地面管控中心生成地面系统的地球站站类型保障需求、载波类型需求和信息速率保障需求，多站型卫星地球站发射EIRP规划方法根据保障需求执行S2。

S2：判断载波类型，如果是连续载波则地球站使用各自最大发射功率进行发射EIRP规划，如果为突发载波则进一步进行规划；

判断载波类型需求，如果载波类型为连续载波，则每个波束内仅存在一条载波，地球站在工作状态简化为独占载波，规划结果为每个地球站使用各自最大发射功率进行发射；如果载波类型为突发载波，则多个地球站可共用单条突发载波并进一步进行发射EIRP规划，执行步骤S3。

S3：根据步骤1生成的地球站站类型保障需求和信息速率保障需求，按照地球站可提供最大功率原则计算初步规划结果。

S4：依据资源带宽分配情况对初步规划结果进行调整并得到最终规划结果。

进一步的，在其中一个实施例中，S3的具体过程如图2所示，具体过程如下：

S31：依据地面系统的地球站站类型保障需求初始化站型选择，并初始化载波组数为1；

S32：根据信息速率保障需求，按照最低信噪比要求选择调制和编码方式，并根据选择的调制和编码方式以及各地球站的信息速率保障需求计算各地球站最低信道速率及可选择的载波速率集合；

S33：根据各地球站可选择的载波速率集合中的最大值确定载波速率；

S34：按照确定的载波速率和各地球站的信息速率保障需求计算各地球站的调制编码方式、解调门限、信道速率和扩频因子；其中，信道速率大于等于最低信道速率；

S35：根据各地球站的调制编码方式、解调门限、信道速率和扩频因子确定各地球站的信道质量因子和信息速率因子，形成站型信道参数初步规划结果；

S36：根据站型信道参数初步规划结果计算功率控制因子，然后结合功率控制因子选择各站发射档位，并计算信号传输质量；

S37：根据信号传输质量判断是否满足解调门限要求和载波间功率差的要求，若满足则按照步骤35形成的站型信道参数初步规划结果完成规划，然后执行步骤4；若不满足则增加1组载波组数量，并按照大小站型相近原则将所需各站分配至相应载波，返回步骤32。

进一步的，在其中一个实施例中，步骤4的具体过程如图3所示，具体过程如下：

S41：根据步骤3得到的初步规划结果计算当前频率资源占用情况。

S42：根据计算出的当前频率资源占用情况判断当前频率资源是否满足规划结果，若满足则规划结束，则得到最终规划结果，若不满足则执行步骤43；

S43：根据初步规划结果判断载波组数量是否大于最大载波组数量，若规划的载波组数量大于最大载波组数量则不满足要求，无满足当前地面管控中心生成需求的规划结果，并向地面管控中心建议降低保障需求，包括调整地球站站类型需求和降低信息速率保障需求；若规划的载波组数量小于等于最大载波组数量则满足要求，依据信噪比要求调整编码方式以满足规划需求，并得到最终规划结果。

本实施例所提出的一种多站型卫星地球站发射EIRP规划方法，在多站型的复杂情况下对卫星地面站发射EIRP进行了整体规划，在满足规划需求与信噪比门限的前提下最优化对载波资源的使用，并在此前提下最大化信息传输效率，显著提高对卫星波束资源的使用效率，特别是在突发载波条件下的波束资源的利用率，提高了卫星通信系统的传输效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。