[发明专利]一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法及装置

说明书

一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法及装置，通过实时接收并持续判断卫星信标信号强度与晴天状态下的差距，实现在卫星终端所在地降雨环境下，由终端自行完成决策，对发射功率进行补偿，无需与卫星关口站进行交互，解决了关口站无法判断终端侧是否降雨而造成卫星终端发射的调制编码降档的应用场景，保障了恶劣天气下的卫星终端稳定的信息速率传输，提升了卫星信道利用率。

技术领域

本发明涉及高通量卫星通信技术领域，特别涉及一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法。

背景技术

卫星通信具有覆盖范围广、链路稳定、通信带宽大等优点，尤其是在高通量卫星通信技术领域，采用Ka(20～40GHz)频段、Ku(12～18GHz)的工作频段，有效缓解了传统卫星频段(C频段)频率资源拥挤的问题，使得用户通信速率能够达到100Mbps以上。虽然采用Ka/Ku频段传输数据解决了高速数据传输的问题，但是较高的通信频率同传统通信相较而言存在衰减大的问题，尤其是降雨衰减对其影响尤为突出。这是由于降雨衰减量的大小取决于雨滴半径和传输信号波长，当信号波长和雨滴半径越接近时，雨衰的影响就会越大。Ka/Ku频段的电磁波波长已经相当接近雨滴半径，雨衰对Ka/Ku频段的卫星通信信号传输影响很大，甚至会中断通信。

高通量卫星通信系统采用DVB-S2(X)/MF-TDMA的组网方式，在卫星终端站回传方向采用多个站点共用一个回传的MF-TDMA载波，因此在卫星运营商允许的功率带宽比的条件下，尽量采用高阶的编码调制方式能够使多卫星终端共享的回传载波获取更高的通信速率，提升信道传输效率，而在卫星系统设计时，需自适应地为用户提供便捷的宽带接入服务。卫星终端站常用的抗雨衰通信的策略有：AUPC(自动上行功率调整)、双向ACM(自适应编解码)、自动切换带宽较小载波等：其中ACM和自动切换小载波的方式是通过降低调制编码档位或载波大小，用以保证基本的信道传输应对雨衰环境，这样的方式既降低卫星终端站信道传输效率，又降低卫星终端站通信速率，从而影响了用户通信体验；而AUPC在雨衰环境下的策略是高通量卫星关口站根据卫星终端站反馈回来的SNR(信噪比)值，自动测量并调整卫星终端站发射功率以保持链路SNR值的稳定。AUPC是在雨衰场景下既保证用户使用速率，不降低用户体验，又充分利用宝贵的卫星信道资源的优选策略。

在现有高通量卫星通信系统中，1个关口站与多个不同区域的卫星终端站通过星状网组网通信，对于1个卫星终端站而言，引起SNR下降的雨衰场景有可能来源于关口站或本地，如果是关口站降雨，AUPC仍正常加大卫星终端站的发射功率，有可能破坏卫星链路的功带平衡，甚至影响卫星转发器的正常工作。而现有的技术无法独立分辨出是关口站降雨还是本地降雨，国内外主流的高通量卫星通信系统是通过同一波束下多个卫星终端上报的SNR变化来判断是否该波束区域下雨，这样判断方式有一定局限性：需要同一区域较多卫星终端站同时在线采集分析，无法分辨出小区域密集降雨的单个卫星终端站的通信场景。

发明内容

本公开提供一种自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法及装置，能够在维持卫星功带平衡需求的条件下，通过分辨出本地降雨情况，在卫星终端侧自动测量并启用AUPC，节省了上传卫星关口站的时间和信道的占用，保证卫星通信效率。

本公开提供的自适应抗雨衰的卫星终端功率补偿方法，包括：

S1：卫星终端站增加一路中频接收通道，用于接收卫星信标信号；

S2：设置卫星终端接收到的卫星信标信号强度门限下限为E-X，其中E为晴天工作时接收到的卫星信标功率参考值，X为接收到的信标抖动预设值，取值为正数且X≤E；

S3：对卫星终端接收到的卫星信标强度值E’进行计算并判断：当在一定时间段内，E’一直低于门限下限E-X时，判定卫星终端所属地发生降雨，自动补偿卫星终端的发射功率差值F，F为卫星信标接收门限E-X与雨衰下卫星信标强度之间的差值，所述雨衰下卫星信标强度指该时间段内卫星终端接收到的卫星信标强度值E’的平均值。

进一步的，卫星终端接收到的卫星信标强度值的获取方法包括：