CN111064534A - 一种中继卫星通信转发关系的探测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中继卫星通信转发关系的探测方法及系统，包括：从上行双音信号集中选取上行探测双音信号，将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数，在侦听周期内对预设控守频段进行侦听，当侦听到下行信号时，采集并识别下行信号，判断识别出的信号是否全部落入预设控守频段内，若是，判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同，若是，确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系，并将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。本发明能够对中继卫星中的新型频率转发器的转发关系进行探测。

Description

一种中继卫星通信转发关系的探测方法及系统

技术领域

本发明涉及中继卫星通信技术领域，尤其涉及一种中继卫星通信转发关系的探测方法及系统。

背景技术

现有的卫星转发关系探测技术，一般用于对具备固定频率转发关系的中继卫星进行探测。通过将生成的指定的上行扩频探测信号发射到中继卫星，经过中继卫星转发后，在接收端对收到的扩频信号做扩频序列相关处理，再对相关值进行阈值判决从而探测出中继卫星的固定频率转发关系。

如上所述，现有的卫星转发关系探测技术主要用于固定转发关系的中继卫星，不管携带的是单信道还是多信道的频率转发器，其上下行频率的转发关系固定。近年来，为了满足可变带宽的业务需求，携带新型频率转发器(如柔性转发器)的中继卫星逐渐出现且应用前景广泛。这种新型频率转发器，不再具备固定的转发关系，更多是通过配置转发关系矩阵，实现更多转发信道、可变信道带宽的频率变换，从而满足更多速率的业务需要以及提高抗敌方侦察干扰的能力。

因此，针对中继卫星通信的转发关系探测来说，现有的探测技术不能用于新型频率转发器的探测，需要设计适用于新型转发器的频率探测技术。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种中继卫星通信转发关系的探测方法，能够对中继卫星中，比固定转发器更灵活配置、抗侦察干扰更强的新型频率转发器的转发关系进行探测。

本发明提供了一种中继卫星通信转发关系的探测方法，应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星，所述方法包括：

从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；其中，所述上行双音信号集中包括N个待探测的上行双音信号，N个待探测的上行双音信号覆盖预先设置的上行频段范围；

将所述上行探测双音信号上变频至所述中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至所述中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数；其中，所述中继卫星的转发关系由网络控制中心通过预先配置所述中继卫星的频率转发器获得，所述特征参数包括：所述上行探测双音信号的频率间隔和中心频点；

在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；其中，所述预设控守频段根据预先设置的下行控守起始频率和所述频率转发器的信道带宽确定；

当侦听到所述中继卫星根据所述上行探测双音信号和所述中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别所述下行信号；

判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内；

若是，则判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

若是，则确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系，并将所述上行探测双音信号的中心频点和识别出的所述下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。

可选地，N个待探测的上行双音信号的获取方式如下：

获取N个上行探测基带双音信号；

对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频得到N个待探测的上行双音信号；

采集并识别所述下行信号，包括：

对所述下行信号进行下变频并进行采集；

对采集到的信号进行识别，以确定识别出的信号的频率范围，并识别出所述下行信号的频率间隔和中心频点。

可选地，获取N个上行探测基带双音信号，包括：

获取预先配置的信号源参数；所述信号源参数包括：所述上行频段范围的上行最低频率f_UL、所述上行频段范围的上行最高频率f_UU、双音信号起始间隔f_delta0和信号间隔增加步进值f_Δ，f_Δ＜f_sub/2，f_sub为所述频率转发器的子信道带宽；

基于公式f_delta＝f_delta0+(n-1)*f_Δ得到N个所述上行探测基带双音信号；其中，n＝1,2，…,N；

相应的，利用如下方式对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频：

其中，f_Ui为待探测的上行双音信号的中心频点，f_U为上变频的本振频率。

可选地，所述判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内之前，还包括：

判断识别出的信号是否存在误差；

当有误差时，根据识别出的信号确定频偏，并利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，得到处理后的识别信号；

判断处理后的识别信号是否全部落入所述预设控守频段内；

若是，则判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

若是，则确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系。

可选地，所述方法还包括：

当在侦听周期内未侦听到下行信号时，利用预设频率间隔更新所述下行控守起始频率，并再次执行将所述上行探测双音信号发送至所述中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数的步骤。

一种中继卫星通信转发关系的探测系统，应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星，所述系统包括：

选取模块，用于从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；其中，所述上行双音信号集中包括N个待探测的上行双音信号，N个待探测的上行双音信号覆盖预先设置的上行频段范围；

发送模块，用于将所述上行探测双音信号上变频至所述中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至所述中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数；其中，所述中继卫星的转发关系由网络控制中心通过预先配置所述中继卫星的频率转发器获得，所述特征参数包括：所述上行探测双音信号的频率间隔和中心频点；

侦听模块，用于在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；其中，所述预设控守频段根据预先设置的下行控守起始频率和所述频率转发器的信道带宽确定；

识别模块，用于当侦听到所述中继卫星根据所述上行探测双音信号和所述中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别所述下行信号；

第一判断模块，用于判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内；

第二判断模块，用于当识别出的信号全部落入所述预设控守频段内时，判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

确定模块，用于当识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔相同时，则确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系，并将所述上行探测双音信号的中心频点和识别出的所述下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。

可选地，还包括获取模块，用于获取N个待探测的上行双音信号，具体获取方式如下：

获取N个上行探测基带双音信号；

对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频得到N个待探测的上行双音信号；

所述识别模块在执行采集并识别所述下行信号时，具体用于：

对所述下行信号进行下变频并进行采集；

对采集到的信号进行识别，以确定识别出的信号的频率范围，并识别出所述下行信号的频率间隔和中心频点。

可选地，所述获取模块在执行获取N个上行探测基带双音信号时，具体用于：

获取预先配置的信号源参数；所述信号源参数包括：所述上行频段范围的上行最低频率f_UL、所述上行频段范围的上行最高频率f_UU、双音信号起始间隔f_delta0和信号间隔增加步进值f_Δ，f_Δ＜f_sub/2，f_sub为所述频率转发器的子信道带宽；

基于公式f_delta＝f_delta0+(n-1)*f_Δ得到N个所述上行探测基带双音信号；其中，n＝1,2，…,N；

相应的，所述获取模块利用如下方式对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频：

其中，f_Ui为待探测的上行双音信号的中心频点，f_U为上变频的本振频率。

可选地，所述系统还包括：

第三判断模块，用于判断识别出的信号是否存在误差；

补偿模块，用于当有误差时，根据识别出的信号确定频偏，并利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，得到处理后的识别信号；

所述第一判断模块，还用于判断处理后的识别信号是否全部落入所述预设控守频段内；

所述第二判断模块，还用于当处理后的识别信号全部落入所述预设控守频段内时，判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

所述确定模块，还用于当识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔相同时，确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系。

可选地，所述系统还包括：

更新模块，用于当在侦听周期内未侦听到下行信号时，利用预设频率间隔更新所述下行控守起始频率，并再次执行将所述上行探测双音信号发送至所述中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数的步骤。

综上所述，本发明公开了一种中继卫星通信转发关系的探测方法，当需要对中继卫星的通信转发关系进行探测时，首先从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；其中，上行双音信号集中包括N个待探测的上行双音信号，N个待探测的上行双音信号覆盖预先设置的上行频段范围，然后将上行探测双音信号上变频至所述中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数；其中，中继卫星的转发关系由网络控制中心通过预先配置中继卫星的频率转发器获得，特征参数包括：上行探测双音信号的频率间隔和中心频点；在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；其中，预设控守频段根据预先设置的下行控守起始频率和频率转发器的信道带宽确定；当侦听到中继卫星根据上行探测双音信号和中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别所述下行信号；判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内；若是，则判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同；若是，则确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系，并将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。由此可以，本发明能够对中继卫星中，比固定转发器更灵活配置、抗侦察干扰更强的新型频率转发器的转发关系进行探测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明公开的一种中继卫星通信转发关系的探测方法实施例1的方法流程图；

图2为本发明公开的一种继卫星通信转发关系的探测方法实施例2的方法流程图；

图3为本发明公开的一种继卫星通信转发关系的探测方法实施例3的方法流程图；

图4为本发明公开的一种继卫星通信转发关系的探测系统实施例1的结构示意图；

图5为本发明公开的一种继卫星通信转发关系的探测系统实施例2的结构示意图；

图6为本发明公开的一种继卫星通信转发关系的探测系统实施例3的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，为本发明公开的一种中继卫星通信转发关系的探测方法实施例1的方法流程图，所述方法应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星；所述方法可以包括以下步骤：

S101、从上行双音信号集中选取上行探测双音信号。

当需要对中继卫星的通信转发关系进行探测时，首先从上行双音信号集中选取用于对中继卫星的通信转发关系进行探测的上行探测双音信号。其中，所述的上行双音信号集中可以包括N个待探测的上行双音信号，其中N个待探测的上行双音信号能够覆盖预先设置的上行频段范围。之所以选择双音信号是因为具有不同频率间隔的双音信号易于区分，不需要依靠人为经验设定门限值判断信号的相关性。

具体的，上述N个待探测的上行双音信号的其中一种获取方式可以是：

首先获取预先配置的信号源参数；所述信号源参数包括：所述上行频段范围的上行最低频率f_UL、所述上行频段范围的上行最高频率f_UU、双音信号起始间隔f_delta0和信号间隔增加步进值f_Δ，f_Δ＜f_sub/2，f_sub为所述频率转发器的子信道带宽；基于公式f_delta＝f_delta0+(n-1)*f_Δ得到N个上行探测基带双音信号；其中，n＝1,2，…,N。

然后，利用如下方式对N个上行探测基带双音信号进行上变频：

其中，f_Ui为待探测的上行双音信号的中心频点，f_U为上变频的本振频率。

这里以上行频段范围的带宽为1GHz为例，对配置信号源参数和获取上行双音信号集的过程进行说明：配置上行频段范围的上行最低频率f_UL和最高频率f_UU＝f_UL+1GHz实现上行频率覆盖1GHz带宽。具体实现方法是根据设置的双音信号起始间隔f_delta0，依次叠加双音信号间隔增加步进值f_Δ，以此得到多路不同间隔的上行探测基带双音信号，然后各路上行探测双音基带信号在叠加上行最低频率f_UL的基础上，依次增加柔性转发器的子信道带宽f_sub，得到覆盖1GHz带宽的上行双音信号集。

实际使用中，对于存储空间有限的计算机可在该步骤中进行上变频处理。具体原因在于存储空间有限的计算机，当信号的采样频率过高时，计算机将无法处理庞大的数据量，因此本发明实施例生成具有不同间隔的上行探测基带双音信号后，通过上变频的方式获得覆盖1GHz带宽的上行双音信号。如在一种具体实施方式中，第一路上行探测基带双音信号上变频本振频率为上行最低频率，从第二路上行探测基带双音信号起，上变频本振频率为上行最低频率并依次叠加柔性转发器的子信道带宽。

S102、将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数。

在从上行双音信号集中选取到上行探测双音信号后，进一步将选取到的上行探测双音信号上变频后发送至中继卫星，并在发送上行探测双音信号的过程中采集并保存上行探测双音信号的特征参数。其中，上行探测双音信号的特征参数包括上行探测双音信号的频率间隔和中心频点。另外，中继卫星对接收到的上行探测双音信号的转发关系由网络控制中心(network control center，NCC)通过预先配置的中继卫星的频率转发器获得。

在实际应用中，频率转发器可以为柔性转发器等能够通过配置转发关系矩阵等方式，实现更多转发信道、可变信道带宽的频率变换的新型频率转发器。新型频率转发器能够实现两个不同波段用户之间的通信，增加带宽利用率，使卫星通信的灵活性提高，又具有较小的交换粒度，增加了系统容量，可根据用户的业务需求进行配置，提升了卫星通信的可靠性。

这里以柔性转发器为例对中继卫星的频率转发器的配置过程进行说明：柔性转发器由信道化器、星载路由交换控制器和路由交换等三部分组成。信道化器对接收信号进行分路和合路处理，其数量与波束数相等。根据地面站用户申请情况，地面站为每个用户分配带宽和信道资源并发出指令，星载路由交换控制器根据指令，配置路由交换矩阵，实现多波束信号之间的自由交换。

S103、在侦听周期内对预设控守频段进行侦听。

在中继卫星对接收到的上行探测双音信号进行转发的过程中，在侦听周期内，对预先设置的控守频段进行侦听。其中，预先设置的控守频段由下行控守起始频率和频率转发器的信道带宽确定。需要说明的是，频率转发器可以包括多个信道，每个信道具有一定的带宽。

S104、当侦听到中继卫星根据上行探测双音信号和中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别下行信号。

在侦听周期内对预设控守频段进行侦听的过程中，当侦听到中继卫星根据上行探测双音信号和中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，进一步对侦听到的下行信号进行采集和识别。

具体的，上述采集并识别下行信号的其中一种实现方式可以是：首先对下行信号进行下变频并进行采集，然后对采集到的信号进行识别，以确定识别出的信号的频率范围，并识别出下行信号的频率间隔和中心频点。其中，在对采集到的信号进行识别时，可以采用FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)方法、自相关方法、循环累积量估计方法等。其中，FFT方法复杂度低、精度高，更适用于识别双音信号的特征。以采用FFT变换为例，可根据频域的两个谱峰识别出下行信号的频率间隔。

当在侦听周期内未侦听到下行信号时，表明下行控守起始频率设置不合理，或者由于地面站位置等原因不能接收到下行信号。后续可结束探测过程，也可重新设置下行控守起始频率，并利用重新设置的下行控守起始频率确定新的预设控守频段，重新进行探测。

另外，显而易见的是对下行信号进行下变频的本振频率与上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率时的本振频率对应。

S105、判断识别出的信号是否全部落入预设控守频段内，若是，则进入S106。

在对采集到的下行信号进行识别后，进一步通过识别出的信号的频率范围，判断识别出的信号是否全部落入预设控守频段内。当识别出的信号全部落入所述预设控守频段内时，确定侦听到的下行信号是中继卫星转发的双音信号；当识别出的信号未全部落入或者没有落入所述预设控守频段内时，确定侦听到的下行信号不是本次侦听周期内中继卫星转发的双音信号。

S106、判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同，若是，则进入S107。

当识别出的信号全部落入预设控制频段内时，进一步通过识别出的下行信号的频率间隔，判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同。当识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔不相同时，确定下行信号与上行探测双音信号之间不存在转发关系。

S107、确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系，并将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。

当识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔相同时，确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系，并将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对进行记录。

在实际应用中，可多次从上行双音信号集中选取不同的上行探测双音信号，执行转发关系探测的过程，以探测上行双音信号集中各待探测的上行双音信号的转发关系。最后探测出的上下行频率关系对构成一个频率转发关系集合。另外，不同的上行探测双音信号也可以在同一个侦听周期内探测转发关系，侦听周期可设置。

综上所述，在上述实施例中，当需要对中继卫星的通信转发关系进行探测时，首先从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；其中，上行双音信号集中包括N个待探测的上行双音信号，N个待探测的上行双音信号覆盖预先设置的上行频段范围，然后将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数；其中，中继卫星的转发关系由网络控制中心通过预先配置中继卫星的频率转发器获得，特征参数包括：上行探测双音信号的频率间隔和中心频点；在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；其中，预设控守频段根据预先设置的下行控守起始频率和频率转发器的信道带宽确定；当侦听到中继卫星根据上行探测双音信号和中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别所述下行信号；判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内；若是，则判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同；若是，则确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系，并将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。由此可以，能够对中继卫星中，比固定转发器更灵活配置、抗侦察干扰更强的新型频率转发器的转发关系进行探测。

如图2所示，为本发明公开的一种中继卫星通信转发关系的探测方法实施例2的方法流程图，所述方法应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星；所述方法可以包括以下步骤：

S201、从上行双音信号集中选取上行探测双音信号。

S202、将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数。

S203、在侦听周期内对预设控守频段进行侦听。

S204、当侦听到中继卫星根据上行探测双音信号和中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别下行信号。

S205、判断识别出的信号是否存在误差。

在对采集到的下行信号进行识别后，进一步对识别出的信号进行判断，判断识别出的信号是否存在误差。如，判断识别出的信号是否存在杂波等不规则信号。

S206、当有误差时，根据识别出的信号确定频偏，并利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，得到处理后的识别信号。

当识别出的信号存在误差时，进一步对识别出的信号进行频偏估计，确定出识别出的信号的频偏，然后利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，得到处理后的识别信号。由于如何进行频偏估计和补偿不是本发明的创新点，且存在相关技术，所以这里不做详述。

S207、判断处理后的识别信号是否全部落入所述预设控守频段内，若是，则执行步骤S208。

然后，进一步通过识别出的信号的频率范围，判断处理后的识别信号是否全部落入预设控守频段内。当处理后的识别信号全部落入所述预设控守频段内时，确定侦听到的下行信号是中继卫星转发的双音信号；当处理后的识别信号未全部落入或者没有落入所述预设控守频段内时，确定侦听到的下行信号不是本次侦听周期内中继卫星转发的双音信号。

S208、判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同，若是，则进入S209。

当处理后的信号全部落入预设控制频段内时，进一步通过识别出的下行信号的频率间隔，判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同。当识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔不相同时，确定下行信号与上行探测双音信号之间不存在转发关系。

S209、确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系。

当识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔相同时，确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系，并将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对进行记录。

另外，显而易见的是，在步骤S205判断结果为识别出的信号不存在误差时，直接判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内，并在识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内时，判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同，进而在识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔相同时确定下行信号与上行探测双音信为转发关系。最后将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对进行记录。

综上所述，本实施例在上述实施例的基础上，在对采集到的下行信号进行识别后，还可以进一步对识别出的信号进行误差判断，当识别出的信号有误差时，能够根据识别出的信号确定频偏，并利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，有效避免了因识别出的信号存在误差而导致中继卫星通信转发关系探测不准确的问题，进一步提升了中继卫星的通信转发关系探测准确率。

如图3所示，为本发明在上述实施例的基础上公开的一种中继卫星通信转发关系的探测方法实施例3的方法流程图，所述方法应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星；所述方法可以包括以下步骤：

S301、从上行双音信号集中选取上行探测双音信号。

S302、将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数。

S303、在侦听周期内对预设控守频段进行侦听。

S304、当在侦听周期内未侦听到下行信号时，利用预设频率间隔更新下行控守起始频率，并再次执行将上行探测双音信号发送至中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数的步骤。

当在侦听周期内未侦听到下行信号时，进一步确定是否启动下次侦听周期，当需要启动下次侦听周期时，利用预设频率间隔更新下行控守起始频率，并再次执行将上行探测双音信号发送至中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数的步骤。

在利用预设频率间隔更新下行控守起始频率时，在上一次下行控守起始频率的基础增加或减小一定的频率间隔(即预设频率间隔)。具体增加或减小频率间隔根据初次设置的下行控守起始频率的频率值确定，如果初次设置的下行控守起始频率的频率为控守上限频率，则后续重新设置的控守起始频率逐渐较小，相反，如果初次设置的下行控守起始频率的频率为控守下限频率，则后续重新设置的控守起始频率逐渐增加。其中，预设频率间隔根据经验进行设定，但显然预设频率间隔需要小于等于控守上限频率和控守下限频率之间的频率间隔。

综上所述，本实施例在上述实施例的基础上，当在侦听周期内未侦听到下行信号时，若需要启动下次侦听周期时，可以进一步利用预设频率间隔更新下行控守起始频率，并再次执行将上行探测双音信号发送至中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数的步骤。

如图4所示，为本发明公开的一种中继卫星通信转发关系的探测系统实施例1的结构示意图，所述系统应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星；所述系统可以包括：

选取模块401，用于从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；

发送模块402，用于将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数；

侦听模块403，用于在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；

识别模块404，用于当侦听到中继卫星根据上行探测双音信号和中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别下行信号；

第一判断模块405，用于判断识别出的信号是否全部落入预设控守频段内；

第二判断模块406，用于当识别出的信号全部落入所述预设控守频段内时，判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

确定模块407，用于当识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔相同时，确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系，并将上行探测双音信号的中心频点和识别出的下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。

综上所述，本实施例公开的中继卫星通信转发关系的探测系统的工作原理与中继卫星通信转发关系的探测方法实施例1的工作原理相同，在此不再赘述。

具体的，上述N个待探测的上行双音信号的其中一种获取方式可以是：通过获取模块首先获取预先配置的信号源参数；所述信号源参数包括：所述上行频段范围的上行最低频率f_UL、所述上行频段范围的上行最高频率f_UU、双音信号起始间隔f_delta0和信号间隔增加步进值f_Δ，f_Δ＜f_sub/2，f_sub为所述频率转发器的子信道带宽；

基于公式f_delta＝f_delta0+(n-1)*f_Δ得到N个上行探测基带双音信号；其中，n＝1,2，…,N；

然后，利用如下方式对N个上行探测基带双音信号进行上变频：

其中，f_Ui为待探测的上行双音信号的中心频点，f_U为上变频的本振频率。

如图5所示，为本发明公开的一种中继卫星通信转发关系的探测系统实施例2的结构示意图，所述系统应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星；所述系统可以包括：

选取模块501，用于从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；

发送模块502，用于将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数；

侦听模块503，用于在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；

识别模块504，用于当侦听到中继卫星根据上行探测双音信号和中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别下行信号；

第三判断模块505，用于判断识别出的信号是否存在误差；

补偿模块506，用于当有误差时，根据识别出的信号确定频偏，并利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，得到处理后的识别信号；

第一判断模块507，用于判断处理后的识别信号是否全部落入所述预设控守频段内；

第二判断模块508，用于当处理后的识别信号全部落入预设控守频段内时，判断识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

确定模块509，还用于当识别出的下行信号的频率间隔与上行探测双音信号的频率间隔相同时，确定下行信号与上行探测双音信号为转发关系。

综上所述，本实施例公开的中继卫星通信转发关系的探测系统的工作原理与中继卫星通信转发关系的探测方法实施例2的工作原理相同，在此不再赘述。

如图6所示，为本发明公开的一种中继卫星通信转发关系的探测系统实施例3的结构示意图，所述系统应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星；所述系统可以包括：

选取模块601，用于从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；

发送模块602，用于将上行探测双音信号上变频至中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数；

侦听模块603，用于在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；

更新模块604，用于当在侦听周期内未侦听到下行信号时，利用预设频率间隔更新下行控守起始频率，并再次执行将上行探测双音信号发送至中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存上行探测双音信号的特征参数的步骤。

综上所述，本实施例公开的中继卫星通信转发关系的探测系统的工作原理与中继卫星通信转发关系的探测方法实施例3的工作原理相同，在此不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种中继卫星通信转发关系的探测方法，其特征在于，应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星，所述方法包括：

从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；其中，所述上行双音信号集中包括N个待探测的上行双音信号，N个待探测的上行双音信号覆盖预先设置的上行频段范围；

将所述上行探测双音信号上变频至所述中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至所述中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数；其中，所述中继卫星的转发关系由网络控制中心通过预先配置所述中继卫星的频率转发器获得，所述特征参数包括：所述上行探测双音信号的频率间隔和中心频点；

在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；其中，所述预设控守频段根据预先设置的下行控守起始频率和所述频率转发器的信道带宽确定；

当侦听到所述中继卫星根据所述上行探测双音信号和所述中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别所述下行信号；

判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内；

若是，则判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

若是，则确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系，并将所述上行探测双音信号的中心频点和识别出的所述下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，N个待探测的上行双音信号的获取方式如下：

获取N个上行探测基带双音信号；

对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频得到N个待探测的上行双音信号；

采集并识别所述下行信号，包括：

对所述下行信号进行下变频并进行采集；

对采集到的信号进行识别，以确定识别出的信号的频率范围，并识别出所述下行信号的频率间隔和中心频点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取N个上行探测基带双音信号，包括：

获取预先配置的信号源参数；所述信号源参数包括：所述上行频段范围的上行最低频率f_UL、所述上行频段范围的上行最高频率f_UU、双音信号起始间隔f_delta0和信号间隔增加步进值f_Δ，f_Δ＜f_sub/2，f_sub为所述频率转发器的子信道带宽；

基于公式f_delta＝f_delta0+(n-1)*f_Δ得到N个所述上行探测基带双音信号；其中，n＝1,2，…,N；

相应的，利用如下方式对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频利用公式：

其中，f_Ui为待探测的上行双音信号的中心频点，f_U为上变频的本振频率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内之前，还包括：

判断识别出的信号是否存在误差；

当有误差时，根据识别出的信号确定频偏，并利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，得到处理后的识别信号；

判断处理后的识别信号是否全部落入所述预设控守频段内；

若是，则判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

若是，则确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系。

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，还包括：

当在侦听周期内未侦听到下行信号时，利用预设频率间隔更新所述下行控守起始频率，并再次执行将所述上行探测双音信号发送至所述中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数的步骤。

6.一种中继卫星通信转发关系的探测系统，其特征在于，应用于中继卫星系统中的地面站，所述中继卫星系统包括转发关系可配置的中继卫星，所述系统包括：

选取模块，用于从上行双音信号集中选取上行探测双音信号；其中，所述上行双音信号集中包括N个待探测的上行双音信号，N个待探测的上行双音信号覆盖预先设置的上行频段范围；

发送模块，用于将所述上行探测双音信号上变频至所述中继卫星的频率转发器可接收的频率并发送至所述中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数；其中，所述中继卫星的转发关系由网络控制中心通过预先配置所述中继卫星的频率转发器获得，所述特征参数包括：所述上行探测双音信号的频率间隔和中心频点；

侦听模块，用于在侦听周期内对预设控守频段进行侦听；其中，所述预设控守频段根据预先设置的下行控守起始频率和所述频率转发器的信道带宽确定；

识别模块，用于当侦听到所述中继卫星根据所述上行探测双音信号和所述中继卫星的转发关系确定并转发的下行信号时，采集并识别所述下行信号；

第一判断模块，用于判断识别出的信号是否全部落入所述预设控守频段内；

第二判断模块，用于当识别出的信号全部落入所述预设控守频段内时，判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

确定模块，用于当识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔相同时，则确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系，并将所述上行探测双音信号的中心频点和识别出的所述下行信号的中心频点作为上下行频率关系对记录。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括获取模块，用于获取N个待探测的上行双音信号，具体获取方式如下：

获取N个上行探测基带双音信号；

对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频得到N个待探测的上行双音信号；

所述识别模块在执行采集并识别所述下行信号时，具体用于：

对所述下行信号进行下变频并进行采集；

对采集到的信号进行识别，以确定识别出的信号的频率范围，并识别出所述下行信号的频率间隔和中心频点。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述获取模块在执行获取N个上行探测基带双音信号时，具体用于：

获取预先配置的信号源参数；所述信号源参数包括：所述上行频段范围的上行最低频率f_UL、所述上行频段范围的上行最高频率f_UU、双音信号起始间隔f_delta0和信号间隔增加步进值f_Δ，f_Δ＜f_sub/2，f_sub为所述频率转发器的子信道带宽；

基于公式f_delta＝f_delta0+(n-1)*f_Δ得到N个所述上行探测基带双音信号；其中，n＝1,2，…,N；

相应的，所述获取模块利用如下方式对N个所述上行探测基带双音信号进行上变频：

其中，f_Ui为待探测的上行双音信号的中心频点，f_U为上变频的本振频率。

9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括：

第三判断模块，用于判断识别出的信号是否存在误差；

补偿模块，用于当有误差时，根据识别出的信号确定频偏，并利用确定出的频偏对识别出的信号进行补偿处理，得到处理后的识别信号；

所述第一判断模块，还用于判断处理后的识别信号是否全部落入所述预设控守频段内；

所述第二判断模块，还用于当处理后的识别信号全部落入所述预设控守频段内时，判断识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔是否相同；

所述确定模块，还用于当识别出的所述下行信号的频率间隔与所述上行探测双音信号的频率间隔相同时，确定所述下行信号与所述上行探测双音信号为转发关系。

10.根据权利要求6至9任一项所述的系统，其特征在于，还包括：

更新模块，用于当在侦听周期内未侦听到下行信号时，利用预设频率间隔更新所述下行控守起始频率，并再次执行将所述上行探测双音信号发送至所述中继卫星系统中的中继卫星，采集并保存所述上行探测双音信号的特征参数的步骤。

Images