[发明专利]基于部分信道信息的移动卫星上行链路自适应编码调制方法

说明书

本发明提供了基于部分信道信息的移动卫星上行链路自适应编码调制方法。为了实现地面终端的自适应编码调制，发射机根据移动卫星上下行链路视线信道信息的互易性，采用开环的方法获得等效的上行链路视线信道信息，并通过闭环系统获取接收端反馈的多径信道统计信息。本发明还提供了一种适用于移动卫星上行链路的最优自适应算法，其中，地面端基于获取的部分信道信息，采用优化算法计算最优的切换门限，从而实现编码调制方式的自适应切换。本发明有效地克服了现有移动卫星自适应方法的局限性，避免了信道信息反馈延迟对自适应性能的影响，保证在移动的卫星通信环境下实现可靠、高效的自适应编码调制。

技术领域

本发明涉及一种移动卫星编码调制方法，具体为基于部分信道信息的移动卫星上行链路自适应编码调制方法。

背景技术

卫星通信是无线通信中的重要组成部分，在人们的日常生产、生活中起着重要的作用，尤其是地面无线通信无法覆盖的情况下，例如山区、海洋或地震后的灾区，卫星通信可以起到重要的补充作用。然而，卫星通信在运用的过程中，其通信质量受到天气衰落、阴影衰落以及多径效应等诸多因素的影响，使得卫星通信的信号产生严重的衰落，增加了卫星通信研究的复杂性；而移动卫星通信技术的提出，引入了通信链路时变特性的影响，进一步增加了卫星通信链路研究的难度。针对这些问题，目前主要采用自适应编码调制(ACM，adaptive coding and modulation)的方法克服信道衰落和时变的影响。

ACM是一种链路控制技术，其主要的技术原理是：系统发射机根据当前信道的状态信息选择适当的调制和编码方法，以保证系统能有效地传送信息。因此，这种自适应技术实现的性能依赖于发射端是否能够获得准确的信道信息。在早期的卫星自适应编码调制研究中，假设系统接收机能够获得精确的信道信息，并在无延迟的条件下反馈给发射端，从理论上验证了ACM技术在卫星通信环境下的性能限。然而，在实际的卫星移动通信系统中，由于信道的时变性以及信道估计的误差，发射端实际获得的信道信息精度是有限的。因此，需要有效的技术确保获取信道信息的准确性，而目前针对该问题已提出了大量的优化解决方案，确保发射端最终能够获得高精度的信道信息。

另一方面，对于陆地移动卫星(LMS，land mobile satellite)通信系统，由于卫星通信链路的时变特性以及星地之间巨大的信号传输延迟，即使接收机获得了高精度的信道信息，但发射机很难通过接收端的反馈实时的获得准确的信道状态信息。例如低轨卫星的信道往返延迟在10ms左右，中轨卫星的往返延迟在20-80ms之间，而同步轨道卫星的往返延迟大约是540ms。因此，对于移动卫星通信系统，由于“过时”的信道状态信息问题，极大地限制了传统ACM技术的实现。在移动卫星通信中，目前主要采用的是基于统计信道信息的自适应编码调制技术，利用信道信息统计量在时变信道中的抗延迟特性，降低信道信息反馈引入的延迟影响。然而，在实际的工程应用中，由于统计量信息有限的精度以及抗延迟性能的局限性，这种方法适用的范围也是有限的。

发明内容

本专利针对移动卫星通信系统上行链路在低频段(如S波段)的通信，提出了基于部分信道信息的自适应编码调制技术。由于卫星通信链路中包含视线信道(LOS,line-of-sight)和多径信道分量，并且根据两种信道分量的统计特性，可以分别采用开环和闭环方法获得对应的部分信道信息，从而有效地避免了卫星接收端反馈信道信息而引入的延迟干扰问题。

一种基于部分信道信息的移动卫星自适应编码调制方法，其特征在于包含以下步骤：

(5)地面终端从下行的导频信号中获取瞬时的信道状态信息，并传递给地面发射机，由于移动卫星通信上下行链路的视线信道信息存在互易性，发射机能够获得等效的上行链路视线信道信息；

(6)发射机采用闭环的方法获得多径信道统计信息。卫星接收端获得上行链路的多径信道统计信息，并通过下行链路反馈给地面终端；