[发明专利]基于星地通信系统的变速率通信质量控制方法

说明书

所属技术领域

本发明所属技术领域为星地通信系统，尤其涉及一种基于星地通信系统的变速率通信质量控制方法，该发明可应用于星地通信系统中的通信质量控制。

背景技术

随着通信技术的发展，卫星与地面站之间传输的数据越来越多，对通信速率的要求也越来越高，低频段有限的频谱资源导致载波频率由原来的几百MHz变为几GHz甚至几十GHz，使得卫星与地面站传输信息时损耗变得越来越大。

当信道状况变差，系统接收端信噪比降低时，系统误比特率、吞吐量、频带利用率等一系列影响通信质量的因素都将会受到严重影响，导致通信质量下降。如何让卫星传递到地面的信息经特殊环境(如高误码，突发错误多等)传输后，仍能使接收端获得较好的性能是现代卫星通信面临的主要问题。

发明内容

针对上述情况，本发明提出了一种变速率方法。该方法保证了不同的信道状况下系统具有较高的吞吐量、频带利用率等通信质量参数。

本发明所述的一种基于星地通信系统的变速率通信质量控制方法，包括：

a、星地通信系统的初始化包括误比特率要求、调制方式及可变换的码元速率、建立星地传输链路的星地传输链路

b、地面端计算星地传输系统允许使用的各调制方式的误比特率，选择一种符合系统误比特率要求的调制方式，将计算得到的误比特率上传给卫星端；

c、当所述调制方式的误比特率计算步骤得到的数据无法满足系统误比特率要求时，地面端分别计算按设定的码元速率变换后的误比特率，将计算得到的误比特率上传给卫星端；

d、根据步骤c得出的数据、按照系统误比特率要求选择一种变换后的码元速率并选择对应该码元速率的调制方式；

e、将接收到的信号按照发送的调制方式和码元速率进行解调，得到发送的星上原始数据。

所述调制方式包括BPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM和256QAM调制方式。

所述码元速率为R_s，降低码元传输速率后的码元速率分别是、R_s/2、R_s/4、R_s/5和R_s/10。

所述步骤e中按照未变换的码元速率解调。

还具有监控信道状况的信道监控步骤，由星上发送数据，地面端测试，将检测的数据反馈给卫星端。

所述码元速率变换与所述调制方式的设定关系为：

0≤[E_b/N₀]≤1      码元传输速率降低为原来的1/10，选用64QAM调制方式；

1＜[E_b/N₀]≤4.3    码元传输速率降低为原来的1/5，选用16QAM调制方式；

4.3＜[E_b/N₀]≤5.1  码元传输速率降低为原来的1/4，选用16QAM调制方式；

5.1＜[E_b/N₀]≤8.5  码元传输速率降低为原来的1/5，选用64QAM调制方式；

8.5＜[E_b/N₀]≤9.7  码元传输速率降低为原来的1/4，选用64QAM调制方式。

9.7＜[E_b/N₀]≤13   码元传输速率保持不变，选用QPSK调制方式；

13＜[E_b/N₀]≤13.4  码元传输速率保持不变，选用8PSK调制方式；

13.4＜[E_b/N₀]≤17.8码元传输速率保持不变，选用16QAM调制方式；

17.8＜[E_b/N₀]≤22.5码元传输速率保持不变，选用64QAM调制方式；

22.5＜[E_b/N₀]≤30  码元传输速率保持不变，选用256QAM调制方式。

在星地通信过程中，信息传输损耗与信息传输速率之间的关系为：

[r_b]＝[EIRP]+[G_R]-[LOSSES]-[k]-[T_s]-[R_b]