CN110505030A - 一种卫星网络接收设备本振调整方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种卫星网络接收设备本振调整方法，包括步骤：获取已分配通道频谱的本振取值区间；对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间；判断本振公共区间是否为空集：若为空集，则返回调整失败的结果；若为非空集，则判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉：若有交叉，则将交点作为调整后的本振频率、返回；若无交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。同时公开一种卫星网络接收设备本振调整装置。与现有技术相比：提高了本振调整效率，一次算法运算即可求出最优本振；本振取值范围全覆盖，不会出现频谱资源理论可分配而算法调整覆盖不全导致的无法分配的情况。

Description

一种卫星网络接收设备本振调整方法及装置
技术领域
本发明涉及卫星通信频谱规划技术领域，尤其与一种卫星网络接收设备本振调整方法及装置相关。
背景技术
卫星通信应用中，为了满足多个端站设备的数据转发，一般采用星型组网模式，即一个中心站与多个端站进行组网，中心站到各个端站的前向链路数据通过TDM进行下发，下游端站到中心站的反向链路数据通过中心站挂接一个多业务接收机(DTRU)来接收，DTRU一般均具有多个接收通道，能够同时接收多个频谱段的数据，但是多个接收通道的接收频率并不是随意配置的，它受到硬件接收规格的限制，一般的接收设备通常存在一个接收本振频率。
多段接收频谱与本振频率之间存在如下的关系：接收频率[F1, F2]的边频（左边频F1，右边频F2）不能超过本振频率CF的N MHz范围内，即接收频率的取值应位于[CF-N,CF][CF, CF+N]区间内，且本振频率与接收频率不能存在交叉。DTRU所有通道均关闭时，本振频率可以不设置，DTRU有接收通道需要打开时，则必须要为DTRU设置一个本振频率，其他通道在分配频谱资源时则所分配的频谱必须位于[CF-N, CF][CF, CF+N]区间范围内,超出此区间DTRU则无法进行接收。假设DTRU有4个接收通道，3个接收通道均已配置接收频率，本振也已固定，现在NCS（网络控制系统）需要为其他端站配置DTRU的4通道作为接收时，由于频谱池的频谱已经超出本振两边的N MHz的范围，为了尽最大可能分配到频谱资源，就需要重新调整本振的位置，使DTRU的接收频率区间[CF-N, CF][CF, CF+N]尽可能多的包含频谱池的频谱。
早期的本振调整算法仅仅调整几个固定的频点，如果几个点调整后，频谱池的频谱仍不满足DTRU的接收范围，则直接上报失败，这种仅仅采用盲选本振的方式进行调整覆盖范围不全，调整范围小，频谱池配置为不连续的多段频谱时，且极易出现有频谱资源却因为本振未调整到合理值导致频谱资源浪费的情况。
发明内容
本发明主要针对相关现有技术的不足，提供卫星网络接收设备本振调整方法及装置，将本振频率的理论范围全覆盖，筛选出最优的本振频率，最大程度利用频谱资源，避免频谱资源的浪费。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术：
一种卫星网络接收设备本振调整方法，其特征在于，包括步骤：
获取已分配通道频谱的本振取值区间；
对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间；
判断本振公共区间是否为空集：
若为空集，则返回调整失败的结果；
若为非空集，则判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉：
若有交叉，则将交点作为调整后的本振频率、返回；
若无交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。
进一步，所述对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间，具体是：
将一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间，分别与另一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第一轮的交集区间；
判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理：
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间均已全部参与过交集处理，则将本次求交集处理获得的当前轮的交集区间作为本振公共区间；
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间中至少还有一段已分配通道频谱的本振取值区间未参与过求交集处理，则将所述交集区间与另一段还未参与过交集处理的已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第二轮的交集区间，并返回至步骤“判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理”。
进一步，在本振公共区间判断为非空集时，判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉：若有交叉，则将交点作为本振频率、返回；若无交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回，具体是：
选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中任一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，判断是否存在交叉：
若存在交叉，则将该侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
若不存在交叉，则选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中另一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，并判断是否存在交叉：
若存在交叉，则将另一侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
若不存在交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。
进一步，若不存在交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回，具体是：获取本振公共区间的左侧临界点、右侧临界点分别与待分配频谱资源池的左侧临界点、右侧临界点的距离，并将所述距离中最短/最近距离对应的本振公共区间的左侧临界点或右侧临界点，作为调整后的本振频率、返回。
一种卫星网络接收设备本振调整装置，其特征在于，包括：
本振取值区间获取模块，用于获取已分配通道频谱的本振取值区间；
本振公共区间获取模块，用于对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间；
第一判断模块，用于判断本振公共区间是否为空集；
第一返回模块，用于在第一判断模块的判断结果为空集时，返回调整失败；
第二判断模块，用于在第一判断模块的判断结果为非空集时，判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉；
第一本振频率获取模块，用于在第二判断模块的判断结果为有交叉时，将交点作为调整后的本振频率并返回；
第二本振频率获取模块，用于在第二判断模块的判断结果为无交叉时，获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率并返回。
进一步，所述本振公共区间获取模块，用于：
将一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间，分别与另一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第一轮的交集区间；
判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理：
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间均已全部参与过交集处理，则将本次求交集处理获得的当前轮的交集区间作为本振公共区间；
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间中至少还有一段已分配通道频谱的本振取值区间未参与过求交集处理，则将所述交集区间与另一段还未参与过交集处理的已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第二轮的交集区间，并返回至执行“判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理”。
进一步，所述第二判断模块，用于所述第一判断模块将本振公共区间判断为非空集时，选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中任一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，判断是否存在交叉：
所述第一本振频率获取模块，用于在所述第二判断模块判断为存在交叉时，将该侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
在所述第二判断模块判断为不存在交叉时，所述第二判断模块，选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中另一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，并判断是否存在交叉：
若存在交叉，所述第一本振频率获取模块，将另一侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
若不存在交叉，所述第二本振频率获取模块，获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。
进一步，所述第二本振频率获取模块，用于获取本振公共区间的左侧临界点、右侧临界点分别与待分配频谱资源池的左侧临界点、右侧临界点的距离，并将所述距离中最短/最近距离对应的本振公共区间的左侧临界点或右侧临界点，作为调整后的本振频率、返回。
本发明有益效果在于：
1、在NCS分配频谱资源给DTRU的过程中，一旦发现将要分配的频谱资源不满足当前DTRU的本振时，使用本发明的方法/装置进行本振调整之后，最大限度使将要分配的频谱满足DTRU的规格，如果调整之后仍不能满足，则表明，无论本振如何调整，将要分配的频谱均不能满足要求，无需进一步浪费资源；
2、与现有技术相比：
（1）提高了本振调整效率，一次算法运算即可求出最优本振；
（2）本振取值范围全覆盖，不会出现频谱资源理论可分配而算法调整覆盖不全导致的无法分配的情况。
附图说明
图1为本发明方法的流程图。
图2为本发明装置的结构框图。
图3为本发明实施例的DTRU接收通道频谱图。
图4为本发明实施例的F1本振取值范围为[e1-N, s1][e1, s1+N]区间计算示意图。
图5为本发明实施例的F1、F2、F3计算之后的本振区间示意图。
图6为本发明实施例的F1、F2、F3的本振取值区间之间两两做交集运算的示意图。
具体实施方式
本发明提供的一种卫星网络接收设备本振调整方法，具体实施方式的一种流程图，如图1所示。
首先，获取已分配通道频谱的本振取值区间。
然后，对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间。
判断本振公共区间是否为空集：若为空集，则返回调整失败的结果；若为非空集，则判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉。
具体的，判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉：若有交叉，则将交点作为调整后的本振频率、返回；若无交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。
本发明提供的一种卫星网络接收设备本振调整装置，具体实施方式的一种结构框图，如图2所示。具体包括以下模块：
本振取值区间获取模块，用于获取已分配通道频谱的本振取值区间；
本振公共区间获取模块，用于对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间；
第一判断模块，用于判断本振公共区间是否为空集；
第一返回模块，用于在第一判断模块的判断结果为空集时，返回调整失败；
第二判断模块，用于在第一判断模块的判断结果为非空集时，判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉；
第一本振频率获取模块，用于在第二判断模块的判断结果为有交叉时，将交点作为调整后的本振频率并返回；
第二本振频率获取模块，用于在第二判断模块的判断结果为无交叉时，获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率并返回。
下面结合具体的实例，来进一步说明对本发明进行详细说明。
假定多业务接收机DTRU有4个接收通道，前三个接收通道已被NCS分配了频谱，第一通道频谱为F1，第二通道频谱为F2，第三通道频谱为F3，本振频率为CF，DTRU可接受的合理频谱范围为[M1, M2]。
当有新的端站加入星型组网中，NCS则需要配置DTRU的接收频率来接收端站发送的业务数据，由于F1，F2，F3均已被占用，资源池只剩下F4了，这时，如果直接将F4配置到DTRU中，由于F4的频谱范围已经超出了DTRU的本振左右区间[M1, M2]，如图3所示。要使用F4这段频谱，则必须要调整本振（CF），才能满足要求。
针对本实例，具体调整方法如下：
步骤1、求出第一、二、三通道对应频谱段F1、F2、F3的本振取值范围。
以F1频谱段为例，假定F1的频谱区间为[s1, e1]，当F1位于本振CF最左侧(即M1=s1)时，本振CF针对F1的最大取值为s1+N，即本振右侧取值区间为[e1, s1+N]，当F1位于本振CF最右侧(即M2=e1)时，本振CF针对F1的最小取值为e1-N,即本振左侧取值区间为[e1-N,s1]，所以F1的本振取值范围为[e1-N, s1][e1, s1+N]区间计算如图4所示。
F1、F2、F3计算之后的本振区间如图5所示：
其中，F1的本振取值区间为①、②。
其中，F2的本振取值区间为③、④。
其中，F3的本振取值区间为⑤、⑥。
步骤2、F1、F2、F3的本振取值区间之间两两做交集运算，求出本振的公共区间。
2.1①区间与③区间求交集等于⑦区间。
2.2①区间与④区间求交集为空。
2.3②区间与③区间求交集等于⑧。
2.4②区间与④区间求交集等于⑨。
2.5第一轮①②与③④求出的交集为⑦⑧⑨，然后将第一轮的交集结果⑦⑧⑨再与⑤⑥两两求交集。
2.6⑦与⑤⑥的交集均为空。
2.7⑧与⑤的交集等于Ⅰ。
2.8⑧与⑥的交集为空。
2.9⑨与⑤的交集等于Ⅱ。
2.10⑨与⑥的交集为空。
最终计算出的本振公共区间为Ⅰ、Ⅱ，计算过程如图6所示。
针对已经求出的可用本振的取值区间，假如求出的公共区间为空集，则表明本振已无法调整，即无论怎么调整均无法求出最优解。如果不为空，从本振公共区间中选取最合适点作为新的本振，这时则依赖于配置频谱的取值范围，这里假定将于划分的频谱为F4，区间为[s4, e4]。
步骤3、检查频谱F4是否与Ⅰ、Ⅱ区间有交集，有则选取交叉点作为本振频谱。
首先选取F4的左侧临界点[s4, s4]与Ⅰ、Ⅱ区间做交集运算，如果存在交叉，则直接将左侧临界点[s4, s4]作为最优本振频率，如果没有交叉则选取F4的右侧临界点[e4,e4]与Ⅰ、Ⅱ区间做交集运算，如果存在交叉，则直接将右侧临界点[e4, e4]作为最优本振频率，如果没有交叉则执行步骤4。
F4与F1、F2、F3的频谱之间本身不会重叠，所以不存在F4区间外包含Ⅰ、Ⅱ区间的情况，那么只剩下F4与Ⅰ、Ⅱ区间左右交叉或者不交叉的情况，使用F4的左右边界值去测试是否有交叉，另外如果一旦有交叉，则选取交叉点作为本振频率，最大可能靠近将要分配的频谱资源池F4，利于频谱资源分配。
步骤4、F4与Ⅰ、Ⅱ区间没有交集，则选取最靠近F4的点作为本振频率。
4.1 计算F4的左侧临界点[s4, s4]与Ⅰ、Ⅱ区间的左右侧临界点距离。
4.2 计算F4的右侧临界点[e4, e4]与Ⅰ、Ⅱ区间的左右侧临界点距离。
4.3 选取Ⅰ、Ⅱ区间的左右侧临界点中距离F4左右侧临界点距离最近的点作为本振最优解。
最靠近F4的点最有可能适配F4的频谱。
经过本实施例的实施处理，在NCS分配频谱资源给DTRU的过程中，一旦发现将要分配的频谱资源不满足当前DTRU的本振时，使用本发明的方法或装置进行本振调整之后，最大限度使将要分配的频谱满足DTRU的规格，如果调整之后仍不能满足，则表明，无论本振如何调整，将要分配的频谱均不能满足要求。

Claims (8)

1.一种卫星网络接收设备本振调整方法，其特征在于，包括步骤：
获取已分配通道频谱的本振取值区间；
对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间；
判断本振公共区间是否为空集：
若为空集，则返回调整失败的结果；
若为非空集，则判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉：
若有交叉，则将交点作为调整后的本振频率、返回；
若无交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。
2.根据权利要求1所述的卫星网络接收设备本振调整方法，其特征在于：所述对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间，具体是：
将一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间，分别与另一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第一轮的交集区间；
判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理：
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间均已全部参与过交集处理，则将本次求交集处理获得的当前轮的交集区间作为本振公共区间；
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间中至少还有一段已分配通道频谱的本振取值区间未参与过求交集处理，则将所述交集区间与另一段还未参与过交集处理的已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第二轮的交集区间，并返回至步骤“判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理”。
3.根据权利要求1所述的卫星网络接收设备本振调整方法，其特征在于，在本振公共区间判断为非空集时，判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉：若有交叉，则将交点作为本振频率、返回；若无交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回，具体是：
选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中任一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，判断是否存在交叉：
若存在交叉，则将该侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
若不存在交叉，则选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中另一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，并判断是否存在交叉：
若存在交叉，则将另一侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
若不存在交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。
4.根据权利要求3所述的卫星网络接收设备本振调整方法，其特征在于，若不存在交叉，则获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回，具体是：
获取本振公共区间的左侧临界点、右侧临界点分别与待分配频谱资源池的左侧临界点、右侧临界点的距离，并将所述距离中最短/最近距离对应的本振公共区间的左侧临界点或右侧临界点，作为调整后的本振频率、返回。
5.一种卫星网络接收设备本振调整装置，其特征在于，包括：
本振取值区间获取模块，用于获取已分配通道频谱的本振取值区间；
本振公共区间获取模块，用于对获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间两两求交集，获取本振公共区间；
第一判断模块，用于判断本振公共区间是否为空集；
第一返回模块，用于在第一判断模块的判断结果为空集时，返回调整失败；
第二判断模块，用于在第一判断模块的判断结果为非空集时，判断本振公共区间与频谱资源池是否有交叉；
第一本振频率获取模块，用于在第二判断模块的判断结果为有交叉时，将交点作为调整后的本振频率并返回；
第二本振频率获取模块，用于在第二判断模块的判断结果为无交叉时，获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率并返回。
6.根据权利要求5所述的卫星网络接收设备本振调整装置，其特征在于，所述本振公共区间获取模块，用于：
将一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间，分别与另一段已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第一轮的交集区间；
判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理：
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间均已全部参与过交集处理，则将本次求交集处理获得的当前轮的交集区间作为本振公共区间；
若当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间中至少还有一段已分配通道频谱的本振取值区间未参与过求交集处理，则将所述交集区间与另一段还未参与过交集处理的已分配通道频谱的左侧本振取值区间、右侧本振取值区间分别求交集，获得第二轮的交集区间，并返回至执行“判断当前获取到的多段已分配通道频谱的本振取值区间是否均已全部参与过交集处理”。
7.根据权利要求5所述的卫星网络接收设备本振调整装置，其特征在于：
所述第二判断模块，用于所述第一判断模块将本振公共区间判断为非空集时，选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中任一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，判断是否存在交叉：
所述第一本振频率获取模块，用于在所述第二判断模块判断为存在交叉时，将该侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
在所述第二判断模块判断为不存在交叉时，所述第二判断模块，选取待分配频谱资源池的左侧或右侧中另一侧的临界点分别与本振公共区间进行交集运算处理，并判断是否存在交叉：
若存在交叉，所述第一本振频率获取模块，将另一侧临界点作为调整后的本振频率，返回；
若不存在交叉，所述第二本振频率获取模块，获取最靠近频谱资源池的点作为调整后的本振频率、返回。
8.根据权利要求7所述的卫星网络接收设备本振调整装置，其特征在于：
所述第二本振频率获取模块，用于获取本振公共区间的左侧临界点、右侧临界点分别与待分配频谱资源池的左侧临界点、右侧临界点的距离，并将所述距离中最短/最近距离对应的本振公共区间的左侧临界点或右侧临界点，作为调整后的本振频率、返回。
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