CN110492921A - 一种发射信道功率自适应方法及自适应装置、发送装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种发射信道功率自适应方法及自适应装置、发送装置，方法包括调整发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使接收设备的Es/N0满足理论解调门限；当发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。在保障链路质量时，尽量降低发射功率，减少临近信道干扰、卫星转发器及功放负担。

Description

一种发射信道功率自适应方法及自适应装置、发送装置
技术领域
本发明涉及卫星通信技术，尤其涉及一种发射信道功率自适应方法及自适应装置、发送装置。
背景技术
现有的卫星通信网络中，对发射信道功率控制有严格的要求，如果发射功率过大，可能导致临近信道干扰，增加射频功率放大器负担，如果发射功率过低，则会导致链路质量变差，甚至断链。因此，精准控制发射信道功率在其中显得尤为重要。
发明内容
为了解决相关现有技术中存在的不足，本发明提供一种发射信道功率自适应方法及自适应装置、发送装置，在空间链路衰减一定的情况下，根据参考工作状态及第二工作状态下调制码率、帧类型及符号速率等参数，较为精确地计算并配置发射信道所需功率，在保障链路质量时，尽量降低发射功率，减少临近信道干扰、卫星转发器及功放负担。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术：
一种发射信道功率自适应方法，其特征在于，包括步骤：
调整发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使接收设备的Es/N0满足理论解调门限；
当发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。
所述发送设备处于第一工作状态的工作参数，包括第一符号速率、第一种帧类型、第一调制码率。所述发送设备处于第二工作状态的工作参数，包括第二符号速率、第二种帧类型、第二调制码率。
所述第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，根据所述第一种帧类型和所述第一调制码率获得。所述第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，根据所述第二种帧类型和所述第二调制码率获得。
计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，具体是通过以下公式计算：Power = Powerref + 10 * log10(SymbolRate / SymbolRateref)+ Es/N0(BurstsMode, ModeCode)– Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)；
其中：Powerref为调整后的第一工作状态时的发射信道功率，SymbolRateref为第一符号速率，BurstsMode ref为第一种帧类型，ModeCoderef为第一调制码率，SymbolRate为第二符号速率，BurstsMode为第二种帧类型，ModeCode为第二调制码率，Es/N0(BurstsMode,ModeCode)为第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，Es/N0(BurstsMode ref,ModeCoderef)为第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0。
一种发射信道功率自适应装置，其特征在于，包括：
预设模块，用于调整发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使接收设备的Es/N0满足理论解调门限；
功率自适应模块，用于在发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。
一种发送装置，其特征在于，包括：
发送设备，用于发射信号，所述发射信号通过卫星网络由接收设备接收；
预设模块，用于调整所述发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使所述接收设备的Es/N0满足理论解调门限；
功率自适应模块，用于在所述发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率；
发送设备连接预设模块和功率自适应模块，预设模块连接功率自适应模块。
本发明有益效果：
当发送设备调整SymbolRate，ModeCode等参数后，发送设备可以联动修改其发射功率，使接收设备所接收的射频信号刚好在其解调门限之上，这样发送设备以较精确的控制其发射功率，降低发送设备功耗，减少对临近信道的干扰和卫星转发器功放负担。在动态调整符号速率、帧类型、调制码率的情况下，实现了发射信道功率自适应。
附图说明
图1为本发明实施例的设备工作组网结构示意图。
图2为本发明发射信道功率自适应装置实施例的结构图。
图3为本发明发送装置实施例的结构图。
具体实施方式
如图1所示，为本发明发射信道功率自适应方法实施例的设备工作组网结构示意图。
设备1为发送设备，设备2为接收设备。设备1发送信号，信号通过卫星网络由设备2接收。
在设备、功放、天线确定的情况下，设备1处于参考工作状态或第一工作状态下。
具体的，设备1处于第一工作状态的工作参数，包括第一符号速率SymbolRateref、第一种帧类型BurstsMode ref、第一调制码率ModeCoderef，或分别叫做参考符号速率SymbolRateref、参考帧类型BurstsMode ref、参考调制码率ModeCoderef。
自适应步骤1，预设：调整设备1处于第一工作状态时的发射信道功率，以使设备2的Es/N0满足理论解调门限。Es/N0：每个二进制bit能量与噪声能量谱密度的比值（dB）。
当设备1由于用户、网管或ACM（自适应的编码和调制）等原因，导致其SymbolRate、BurstsMode和/或ModeCode发生改变时，设备1切换至第二工作状态。设备1处于第二工作状态的工作参数，包括第二符号速率SymbolRate、第二种帧类型BurstsMode、第二调制码率ModeCode。
自适应步骤2，计算：根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率：
Power = Powerref + 10 * log10(SymbolRate / SymbolRateref)+ Es/N0(BurstsMode,ModeCode)– Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)；
其中：Powerref为调整后的第一工作状态时的发射信道功率，SymbolRateref为第一符号速率，BurstsMode ref为第一种帧类型，ModeCoderef为第一调制码率，SymbolRate为第二符号速率，BurstsMode为第二种帧类型，为第二调制码率，Es/N0(BurstsMode, ModeCode)为第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)为第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0。
其中Es/N0 可根据表一查表得出。
表一：不同帧类型及调制码率下的Es/N0 理论解调门限（参考标准《ETSI TR 101545-4 V1.1.1 (2014-04)》表10.5、表10.6、10.7）
自适应步骤3，配置：为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。
设实际链路中测得：
设备1的SymbolRateref为1Msps、BurstsMode ref为short，ModeCoderef为QPSK_1_2，发射功率为-32dBm。此时设备2接收信号的Es/N0刚好满足解调门限2.34。
当SymbolRate调整到5Msps、BurstsMode切换为long，ModeCode为8PSK_3_4，此时通过我们计算公式可预估发射功率应为-18.58dBm，此时设备2的接收信号的Es/N0应为8.77。
Power = -32dBm + 10 * log10(5Msps / 1Msps) + 8.77 – 2.34 ≈ -18.58dBm
如果设备1功率低于-18.58dBm可能导致设备2接收链路异常，无法正常解调该信号；如果设备1功率高于-18.58dBm，则会增加设备1和卫星转发器功耗，增加临近信道干扰。
因此，通过本发明的自适应方法，对实际发射信道功率并为发送设备配置该功率，以避免上述两种情况。当设备1调整SymbolRate，ModeCode等参数后，设备1可以联动修改其发射功率，使设备2所接收的射频信号刚好在其解调门限之上。这样保障设备1以较精确的控制其发射功率，降低设备1功耗，减少对临近信道的干扰和卫星转发器功放负担。
如图2所示，一种发射信道功率自适应装置，包括预设模块和功率自适应模块。
预设模块，用于调整发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使接收设备的理论解调门限Es/N0满足理论解调门限。
功率自适应模块，用于在发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。
将本实施例的装置应用于如图1所示的设备工作组网环境，通过预设模块完成自适应步骤1-预设，调整设备1处于第一工作状态时的发射信道功率，以使设备2的Es/N0满足理论解调门限；通过功率自适应模块完成自适应步骤2-计算、自适应步骤3-配置。
从而实现在空间链路衰减一定的情况下，根据参考工作状态及第二工作状态下调制/编码方式、帧类型及符号速率等参数，较为精确地计算并配置发射信道所需功率，在保障链路质量时，尽量降低发射功率，减少临近信道干扰、卫星转发器及功放负担。
如图3所示为，一种发送装置，包括发送设备，以及与发送设备连接的预设模块和功率自适应模块。预设模块连接功率自适应模块。
发送设备，用于发射信号，所述发射信号通过卫星网络由接收设备接收。如图1所示的设备工作组网环境中，发送设备为设备1，接收设备为设备2。
预设模块，用于调整所述发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使所述接收设备的理论解调门限Es/N0满足理论解调门限。
功率自适应模块，用于在所述发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。
将发射信号的装置配置为本实施的发送装置，在空间链路衰减一定的情况下，根据参考工作状态及第二工作状态下调制/编码方式、帧类型及符号速率等参数，较为精确地计算并配置发射信道所需功率，在保障链路质量时，尽量降低发射功率，减少临近信道干扰、卫星转发器及功放负担。

Claims (10)

1.一种发射信道功率自适应方法，其特征在于，包括步骤：
调整发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使接收设备的Es/N0满足理论解调门限；
当发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。
2.根据权利要求1所述的发射信道功率自适应方法，其特征在于：
所述发送设备处于第一工作状态的工作参数，包括第一符号速率、第一种帧类型、第一调制码率；
所述发送设备处于第二工作状态的工作参数，包括第二符号速率、第二种帧类型、第二调制码率。
3.根据权利要求2所述的发射信道功率自适应方法，其特征在于：
所述第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，根据所述第一种帧类型和所述第一调制码率获得；
所述第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，根据所述第二种帧类型和所述第二调制码率获得。
4.根据权利要求3所述的发射信道功率自适应方法，其特征在于，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，具体是通过以下公式计算：
Power = Powerref + 10 * log10(SymbolRate / SymbolRateref)+ Es/N0(BurstsMode,ModeCode)– Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)；
其中：Powerref为调整后的第一工作状态时的发射信道功率，SymbolRateref为第一符号速率，BurstsMode ref为第一种帧类型，ModeCoderef为第一调制码率，SymbolRate为第二符号速率，BurstsMode为第二种帧类型，为第二调制码率，Es/N0(BurstsMode, ModeCode)为第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)为第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0。
5.一种发射信道功率自适应装置，其特征在于，包括：
预设模块，用于调整发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使接收设备的Es/N0满足理论解调门限；
功率自适应模块，用于在发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率。
6.根据权利要求5所述的发射信道功率自适应装置，其特征在于：
所述发送设备处于第一工作状态的工作参数，包括第一符号速率、第一种帧类型、第一调制码率；
所述发送设备处于第二工作状态的工作参数，包括第二符号速率、第二种帧类型、第二调制码率。
7.根据权利要求6所述的发射信道功率自适应装置，其特征在于：
所述第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，根据所述第一种帧类型和所述第一调制码率获得；
所述第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，根据所述第二种帧类型和所述第二调制码率获得。
8.根据权利要求7所述的发射信道功率自适应装置，其特征在于，所述功率自适应模块，在计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率时，具体是通过以下公式计算：
Power = Powerref + 10 * log10(SymbolRate / SymbolRateref)+ Es/N0(BurstsMode,ModeCode)– Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)；
其中：Powerref为调整后的第一工作状态时的发射信道功率，SymbolRateref为第一符号速率，BurstsMode ref为第一种帧类型，ModeCoderef为第一调制码率，SymbolRate为第二符号速率，BurstsMode为第二种帧类型，为第二调制码率，Es/N0(BurstsMode, ModeCode)为第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)为第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0。
9.一种发送装置，其特征在于，包括：
发送设备，用于发射信号，所述发射信号通过卫星网络由接收设备接收；
预设模块，用于调整所述发送设备处于第一工作状态时的发射信道功率，以使所述接收设备的Es/N0满足理论解调门限；
功率自适应模块，用于在所述发送设备切换至第二工作状态时，根据调整后的第一工作状态时的发射信道功率、发送设备处于第一工作状态的工作参数、发送设备处于第二工作状态的工作参数，以及第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0和第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率，并为处于所述第二工作状态的所述发送设备配置所述实际发射信道功率；
发送设备连接预设模块和功率自适应模块，预设模块连接功率自适应模块。
10.根据权利要求9所述的发送装置，其特征在于，所述功率自适应模块，在计算所述发送设备处于所述第二工作状态时的实际发射信道功率时，具体是通过以下公式计算：
Power = Powerref + 10 * log10(SymbolRate / SymbolRateref)+ Es/N0(BurstsMode,ModeCode)– Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)；
其中：Powerref为调整后的第一工作状态时的发射信道功率，SymbolRateref为第一符号速率，BurstsMode ref为第一种帧类型，ModeCoderef为第一调制码率，SymbolRate为第二符号速率，BurstsMode为第二种帧类型，为第二调制码率，Es/N0(BurstsMode, ModeCode)为第二工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0，Es/N0(BurstsMode ref, ModeCoderef)为第一工作状态下接收设备的理论解调门限Es/N0。
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