CN112511216A - 一种低轨卫星的自适应编码调制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种低轨卫星的自适应编码调制方法及系统，该方法包括：接收信关站发送的可变编码调制物理帧，其中，所述可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据；计算链路信噪比，并根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件；若满足，则根据预设的可变调制编码保护机制确定上行调制编码方式以及下行调制编码方式，并根据所述上行调制编码方式对所述有效数据进行解调，以及根据所述下行调制编码方式对下行链路数据进行调制。本申请解决了现有技术中馈电链路不稳定以及自适应调制编码的鲁棒性较差的技术问题。

Description

一种低轨卫星的自适应编码调制方法及系统

技术领域

本申请涉及低轨卫星通信技术领域，尤其涉及一种低轨卫星的自适应编码调制方法及系统。

背景技术

低轨卫星星座具有绕行地球速度快，过境时间短以及馈电链路通常工作在Ka频段等特性，而馈电链路工作在Ka频段时易受环境影响，尤其是易受降雨的影响，因此，为了对抗降雨等气象条件引起的高动态信道特性以及为了在有限的过境时间内尽可能地将星上数据进行下传，低轨卫星馈电链路通常采用可变调制编码工作机制保障链路传输高效且稳定。

目前，低轨卫星馈电链路采用可变调制编码方式有多种，例如，四川安迪科技实业有限公司CN108494467A号专利公开了一种基于卫星通信的物理层自适应ACM同步方法，该专利中设计了一种自适应可变编码调制方式的通信系统，包括ACM物理帧发送模块和ACM物理帧同步接收模块，ACM物理帧发送模块和ACM物理帧同步接收模块通过卫星信道串联，在低噪声下SNR估计精度高、有效地降低频率补偿后的偏频、时钟信号锁定速度快且能进行稳定的跟踪。但是，该方法并未结合低轨宽带馈电链路实际的应用场景信息进行动态编码调制，主要表现为如下几个方面：

(1)对于信道条件恶劣(暴雨等)，信噪比处于解调门限的场景下，上下行可变编码调制模式字有概率译错，导致上下行调制编码方式跳变与实际链路状态不符，导致馈电链路不稳定，进而降低了自适应调制编码的鲁棒性。

(2)对于宽带馈电链路，信关站在切换调制编码方式的过程中，所发送的有效数据净荷会出现一段时间无规律的错误数据，星上盲均衡处理有概率长期锁定在错误的状态，后续解调译码出的调制编码控制字错误，与实际链路状态不符，导致馈电链路不稳定，进而降低了自适应调制编码的鲁棒性。

(3)对于低轨卫星馈电链路跨信关站切换场景，当馈电链路采用连续体制，当前即将出站的信关站信号帧头多次捕获不到时才认为同步丢失，在出站同步丢失直至入站同步成功的过程中，上行链路会误将噪声或未同步的信号当成有效信息帧进行解调译码，此时便会得到错误的下行编码调制控制字，一段时间内调制编码方式模式字跳变，导致馈电链路不稳定，进而降低了自适应调制编码的鲁棒性。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中馈电链路不稳定以及自适应调制编码的鲁棒性较差的问题，本申请提供了一种低轨卫星的自适应编码调制方法及系统，本申请实施例所提供的方案中，低轨卫星根据接收的信关站发送的上行调制编码控制字对所述有效数据进行解调，以及根据信关站发送的下行调制编码控制字对下行链路数据进行调制，通过增加可变调制编码保护机制，优化可变调制编码控制方法与系统，使之适应低轨卫星所会遇到的极端使用场景，提高了馈电链路稳定性以及自适应调制编码的鲁棒性。

第一方面，本申请实施例提供一种低轨卫星的自适应编码调制方法，该方法包括：

接收信关站发送的可变编码调制物理帧，其中，所述可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据；

计算链路信噪比，并根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件；

若满足，则根据预设的可变调制编码保护机制确定上行调制编码方式以及下行调制编码方式，并根据所述上行调制编码方式对所述有效数据进行解调，以及根据所述下行调制编码方式对下行链路数据进行调制。

本申请实施例所提供的方案中，低轨卫星根据接收的信关站发送的上行调制编码控制字对所述有效数据进行解调，以及根据信关站发送的下行调制编码控制字对下行链路数据进行调制，通过增加可变调制编码保护机制，优化可变调制编码控制方法与系统，使之适应低轨卫星所会遇到的极端使用场景，即结合低轨宽带馈电链路实际的应用场景信息进行动态编码调制，提高了馈电链路稳定性以及自适应调制编码的鲁棒性。

可选地，所述预设条件包括：所述链路信噪比低于预设的解调门限，所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化。

可选地，所述预设的可变调制编码保护机制，包括：

若所述链路信噪比低于预设的解调门限时，对上行信噪比进行估算，根据估算的上行信噪比、预设上下行收发设备的能力以及预设链路规划推导计算当前下行链路余量；

根据所述当前下行链路余量设置当前状态下备选的调制编码组合方式集合，判断所述备选的调制编码组合方式集合中是否存在与所述下行编码调制字对应的编码调制方式；

若在，则根据所述下行编码调制字对所述下行数据进行调制；否则，选取所述备选的调制编码组合方式集合中速率最低的调制编码组合方式对下行数据进行调制。

可选地，所述预设的可变调制编码保护机制，包括：

若所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化时，对预设盲均衡滤波器的系数进行复位处理，直到接收的连续N帧可变编码调制物理帧中上行调制编码控制字保持不变或不发生突变为止，根据所述上行调制编码控制字对所述上行数据进行解调，其中，N表示大于1的正整数。

可选地，所述预设的可变调制编码保护机制，还包括：

在根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件之前，将所述可变编码调制物理帧进行解调捕获帧头信息，并根据捕获的帧头信息生成帧头捕获标志位；

根据所述帧头捕获标志位判断所述可变编码调制物理帧的帧头是否捕获；

若未捕获，则将所述可变编码调制物理帧中的下行编码控制字丢弃，并根据上一帧可变编码调制物理帧中下行编码控制字对所述下行数据进行调制。

第二方面，本申请实施例提供的一种低轨卫星的自适应编码调制系统，应用于第一方面所述的方法，该系统包括：低轨卫星和至少一个信关站；其中，

所述至少一个信关站，包括可变编码调制物理帧发送模块，所述可变编码调制物理帧发送模块用于向低轨卫星发送可变编码调制物理帧，其中，所述可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据；

所述低轨卫星，包括可变编码调制物理帧接收模块、可变编码调制物理帧处理模块、上行解调处理模块以及下行调制处理模块，其中，所述可变编码调制物理帧接收模块用于接收所述可变编码调制物理帧；所述可变编码调制物理帧处理模块用于计算链路信噪比，并根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件，若满足，则根据预设的可变调制编码保护机制确定上行调制编码方式以及下行调制编码方式；所述上行解调处理模块用于根据所述上行调制编码方式对所述有效数据进行解调，所述下行调制处理模块，用于根据所述场景信息以及所述下行调制编码方式对下行链路数据进行调制。

可选地，所述预设条件包括：所述链路信噪比低于预设的解调门限，所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化。

可选地，若所述链路信噪比低于预设的解调门限时，所述上行解调处理模块包括上行解调前端处理子模块、盲端均衡滤波器、帧同步子模块、信噪比估计子模块、帧头信息提取子模块、备选组合子模块以及上行有效数据解调译码子模块；其中，

所述上行解调前端处理子模块，用于将所述可变编码调制物理帧进行解调前端处理得到第一处理后的数据；

所述盲端均衡滤波器，与所述上行解调前端处理子模块用于对所述第一处理后的数据进行抗信道群时延特性处理得到第二处理后的数据；

所述帧同步子模块，与所述盲端均衡滤波器连接，用于将所述第二处理后的数据进行帧同步处理得到第三处理后的数据；

所述信噪比估计子模块，与所述盲端均衡滤波器连接，用于估计上行信噪比，并根据预设卫星与信关站上下行收发能力、预设链路规划等信息反推出当前下行链路余量，以及根据所述下行链路余量建立备选的调制编码组合方式进行下行数据的调制；

所述帧头信息提取子模块，用于与所述帧同步子模块连接，用于根据所述第三处理后的数据捕获帧头信息，其中，所述帧头信息所述独特字、所述上行调制编码控制字以及所述下行调制编码控制字；

所述备选组合子模块，与所述帧头信息提取子模块连接，用于根据所述当前下行链路余量设置当前状态下备选的调制编码组合方式集合，判断所述备选的调制编码组合方式集合中是否存在与所述下行编码调制字对应的编码调制方式，并根据判断结果确定下行编码调制字以及将所述下行编码调制字发送给所述下行调制处理模块；

所述上行有效数据解调译码子模块，用于根据所述上行调制编码控制字对所述有效数据进行解调译码。

可选地，若所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化时，所述上行解调处理模块还包括均衡起效控制子模块；其中，所述均衡起效控制子模块，与所述盲端均衡滤波器连接，用于对预设盲均衡滤波器的系数进行复位处理，直到接收的连续N帧可变编码调制物理帧中上行调制编码控制字保持不变或不发生突变为止其中，N表示大于1的正整数。

可选地，所述帧头信息提取子模块，还用于，将所述可变编码调制物理帧进行解调捕获帧头信息，并根据捕获的帧头信息生成帧头捕获标志位；根据所述帧头捕获标志位判断所述可变编码调制物理帧的帧头是否捕获；若未捕获，则将所述可变编码调制物理帧中的下行编码控制字丢弃，并将上一帧可变编码调制物理帧中下行编码控制字发送给所述下行调制处理模块。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的一种低轨卫星的自适应编码调制方法的流程示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种可变编码调制物理帧的结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种低轨卫星的自适应编码调制系统的结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的一种低轨卫星的结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种低轨卫星的自适应编码调制方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图1所示)：

步骤101，低轨卫星接收信关站发送的可变编码调制物理帧，其中，所述可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据。

具体的，参见图2，为本申请实施例所提供的一种可变编码调制物理帧的结构示意图，在图2中可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据，其中，有效数据是指有效数据净荷。在本申请实施例所提供的方案中，信关站可以连续或周期性向低轨卫星发送可变编码调制数据帧。

步骤102，计算链路信噪比，并根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件；

在一种可能实现的方式中，所述预设条件包括：所述链路信噪比低于预设的解调门限，所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化。

具体的，低轨卫星在于信关站进行通信过程中，包括但不限制于如下情况：链路信噪比低于预设的解调门限的情况；在多个信关站之间切换连接以及信关站切换编码调制方式或数据突变时，上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化的情况；以及低轨卫星在进站或出站时，未捕获可变编码调制物理帧的帧头的帧头信息情况。

进一步，低轨卫星在接收到可变编码调制物理帧之后，需要根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件。

步骤103，若满足，则根据预设的可变调制编码保护机制确定上行调制编码方式以及下行调制编码方式，并根据所述上行调制编码方式对所述有效数据进行解调，以及根据所述下行调制编码方式对下行链路数据进行调制。

具体的，为了便于理解下面分别对这三种情况下，低轨卫星的调制解调过程进行简要说明。

一、链路信噪比低于预设的解调门限场景

具体的，当低轨卫星处于信道条件恶劣环境时，例如，恶劣环境包括暴雨或者其他不好的气象环境等，低轨卫星和信关站通信链路上行信噪比会低于预设的解调门限，尤其是低轨卫星经过信关站正上方时，低轨卫星距地面站的距离最近，传播距离损耗最小，相对于低轨卫星刚开始进站时，空间距离损耗的变化可达到10dB，再加上Ka频段云雨衰较大，上行信号信噪比在进出站时较低。

进一步，对于上行链路，当信噪比处于解调门限或者解调门限下时，低轨卫星在帧同步过程中会出现错锁或误捕获现象，此时低轨卫星解调出错误的下行调制编码控制字，且解调出的下行调制编码控制字不断跳变。通过解调出错误的下行调制编码控制字对下行链路数据进行编码，会导致下行链路出现大量误码。因此，为了减少下行链路出现的误码，在本申请实施例所提供的方案中根据所述场景信息以及所述下行调制编码控制字对下行链路数据进行调制的方式有多种，下面以一种较佳的方式为例进行说明。

在一种可能实现的方式中，所述预设的可变调制编码保护机制，包括：若所述链路信噪比低于预设的解调门限时，对上行信噪比进行估算，根据估算的上行信噪比、预设上下行收发设备的能力以及预设链路规划推导计算当前下行链路余量；根据所述当前下行链路余量设置当前状态下备选的调制编码组合方式集合，判断所述备选的调制编码组合方式集合中是否存在与所述下行编码调制字对应的编码调制方式；若在，则根据所述下行编码调制字对所述下行数据进行调制；否则，选取所述备选的调制编码组合方式集合中速率最低的调制编码组合方式对下行数据进行调制。

具体的，针对该种场景，低轨卫星接收的不同可变编码调制物理帧中的下行调制编码控制字不同，即低轨卫星解调出的下行调制编码控制字不断跳变。为了避免下行调制编码字跳变导致的下行调制编码方式与实际信道链路状况不匹配的情况，低轨卫星根据预设的上下行链路预算以及预设的上行信噪比估值计算当前下行链路余量。然后根据当前下行链路余量设置当前状态下备选的调制编码组合方式集合，然后判断所述备选的调制编码组合方式集合中是否存在与所述下行编码调制字对应的编码调制方式，若存在，则将下行编码调制字调整为所述可变编码调制物理帧中的下行调制编码控制字，并根据该下行调制编码控制字对下行行链路数据进行调制，即对下行进行调制编码方式的改变，进而可以有效避免下行调制编码方式与实际信道链路状况不匹配的情况，提高了馈电链路稳定性以及自适应调制编码的鲁棒性。

二、上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化的情况

具体的，低轨卫星对于宽带解调时，低轨卫星在解调过程中需通过盲均衡处理消除整个信道群时延等特性对解调带来的影响，而当信关站切换调制编码方式改变帧头信息，或发送数据突变且有异常数据场景时，低轨卫星发送的可变编码调制物理帧中会出现无规律错误数据，盲均衡处理有概率长期锁定在错误的状态，导致后续解调译码出的上行调制编码控制字错误。针对这种情景，需要对盲均衡处理起控参数进行优化，而盲均衡处理相当于一个自适应滤波器，对盲均衡处理起控参数进行优化相当于对盲均衡滤波器参数进行优化。在本申请实施例所提供的方案中，对盲均衡滤波器参数进行优化的方式有多种，下面以一种较佳的方式为例进行说明。

在一种可能实现的方式中，所述预设的可变调制编码保护机制，包括：若所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化时，对预设盲均衡滤波器的系数进行复位处理，直到接收的连续N帧可变编码调制物理帧中上行调制编码控制字保持不变或不发生突变为止，根据所述上行调制编码控制字对所述上行数据进行解调，其中，N表示大于1的正整数。

具体的，当信关站发送的上行调制编码方式变化时，所对应的上行调制编码模式字也对应变化，当该模式字出现变化时，均衡起效控制模块对盲均衡滤波器系数进行复位，若模式字连续N帧保持不变，则复位结束，均衡处理模块重新开始工作。该保护措施以N帧时间段解调性能的小幅损失的代价避免了了均衡模块错误锁定的可能，使上下行自适应编码调制的稳健性均得到了较大幅度的提升。

三、未捕获可变编码调制物理帧的帧头的帧头信息

具体的，当低轨卫星覆盖范围内低轨卫星与多个信关站通信时，为保证更好的链路质量，会出现星地馈电链路跨信关站切换的场景。目前，对于连续体制的低轨馈电链路，当低轨卫星即将出信关站时，低轨卫星多次捕获不到接收信关站的信号帧头时才认为同步丢失，在低轨同步卫星出站同步丢失直至入站同步成功的过程中，上行链路会误将噪声或未同步的信号当成有效信息帧进行解调译码，此时便会得到错误的下行编码调制控制字，导致下行调制编码方式错误地跳变。因此，为了避免下行调制编码方式错误地跳变，需要避免低轨同步卫星出站同步丢失直至入站同步成功的过程中，低轨卫星将上行链路的噪声或未同步的信号当成有效信息帧进行解调译码。在本申请实施例所提供的方案中，若所述场景信息为在多个信关站之间切换连接场景，根据所述场景信息以及所述下行调制编码控制字对下行链路数据进行调制的方式有多种，下面以一种较佳的方式为例进行说明。

在一种可能实现的方式中，所述预设的可变调制编码保护机制，还包括：在根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件之前，将所述可变编码调制物理帧进行解调捕获帧头信息，并根据捕获的帧头信息生成帧头捕获标志位；根据所述帧头捕获标志位判断所述可变编码调制物理帧的帧头是否捕获；若未捕获，则将所述可变编码调制物理帧中的下行编码控制字丢弃，并根据上一帧可变编码调制物理帧中下行编码控制字对所述下行数据进行调制。

具体的，对于下行控制字，每当一帧的帧头未捕获，则将该帧的下行编码控制字丢弃，保留上一次有效地下行编码控制字传递给后续模块进行调制编码，可以有效解决跨站场景下下行调制编码错误跳变问题，提高了馈电链路稳定性以及自适应调制编码的鲁棒性。

进一步，在该场景下，低轨卫星还需要根据上行编码控制字对上行链路数据进行解调。具体的，对于上行编码控制字，只要帧同步处于锁定状态，则将提取出的上行控制字传递给后端的解调译码。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，若不满足预设条件，在步骤102之后，还包括步骤104，根据所述上行编码控制字对所述有效数据进行解调，根据所述下行编码控制字对所述下行链路数据进行调制。

本申请实施例所提供的方案中，低轨卫星根据接收的信关站发送的上行调制编码控制字对所述有效数据进行解调，以及根据信关站发送的下行调制编码控制字对下行链路数据进行调制，通过增加可变调制编码保护机制，优化可变调制编码控制方法与系统，使之适应低轨卫星所会遇到的极端使用场景，即结合低轨宽带馈电链路实际的应用场景信息进行动态编码调制，提高了馈电链路稳定性以及自适应调制编码的鲁棒性。

参见图3，本申请实施例提供了一种低轨卫星的自适应编码调制系统，应用于图1所述的方法，其特征在于，包括：低轨卫星1和至少一个信关站2；其中，

所述至少一个信关站2，包括可变编码调制物理帧发送模块21，所述可变编码调制物理帧发送模块21用于向低轨卫星发送可变编码调制物理帧，其中，所述可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据；

所述低轨卫星1，包括可变编码调制物理帧接收模块11、可变编码调制物理帧处理模块12、上行解调处理模块13以及下行调制处理模块14，其中，所述可变编码调制物理帧接收模块11用于接收所述可变编码调制物理帧；所述可变编码调制物理帧处理模块12用于计算链路信噪比，并根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件，若满足，则根据预设的可变调制编码保护机制确定上行调制编码方式以及下行调制编码方式；所述上行解调处理模块13用于根据所述上行调制编码方式对所述有效数据进行解调，所述下行调制处理模块14，用于根据所述场景信息以及所述下行调制编码方式对下行链路数据进行调制。

进一步，在一种可能实现的方式中，所述预设条件包括：所述链路信噪比低于预设的解调门限，所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化。

进一步，在一种可能实现的方式中，参见图4，若所述链路信噪比低于预设的解调门限时，所述上行解调处理模块13包括上行解调前端处理子模块131、盲端均衡滤波器132、帧同步子模块133、信噪比估计子模块134、帧头信息提取子模块135、备选组合子模块136以及上行有效数据解调译码子模块137；其中，

所述上行解调前端处理子模块131，用于将所述可变编码调制物理帧进行解调前端处理得到第一处理后的数据；

所述盲端均衡滤波器132，与所述上行解调前端处理子模块用于对所述第一处理后的数据进行抗信道群时延特性处理得到第二处理后的数据；

所述帧同步子模块133，与所述盲端均衡滤波器132连接，用于将所述第二处理后的数据进行帧同步处理得到第三处理后的数据；

所述信噪比估计子模块134，与所述盲端均衡滤波器连133接，用于估计上行信噪比，并根据预设卫星与信关站上下行收发能力、预设链路规划等信息反推出当前下行链路余量，以及根据所述下行链路余量建立备选的调制编码组合方式进行下行数据的调制；

所述帧头信息提取子模块135，用于与所述帧同步子模块连接，用于根据所述第三处理后的数据捕获帧头信息，其中，所述帧头信息所述独特字、所述上行调制编码控制字以及所述下行调制编码控制字；

所述备选组合子模块136，与所述帧头信息提取子模块135连接，用于根据所述当前下行链路余量设置当前状态下备选的调制编码组合方式集合，判断所述备选的调制编码组合方式集合中是否存在与所述下行编码调制字对应的编码调制方式，并根据判断结果确定下行编码调制字以及将所述下行编码调制字发送给所述下行调制处理模块14；

所述上行有效数据解调译码子模块137，用于根据所述上行调制编码控制字对所述有效数据进行解调译码。

进一步，在一种可能实现的方式中，参见图4，若所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化时，所述上行解调处理模块13还包括均衡起效控制子模块138；其中，所述均衡起效控制子模块138，与所述盲端均衡滤波器132连接，用于对预设盲均衡滤波器132的系数进行复位处理，直到接收的连续N帧可变编码调制物理帧中上行调制编码控制字保持不变或不发生突变为止其中，N表示大于1的正整数。

进一步，在一种可能实现的方式中，参见图4，所述帧头信息提取子模块135，还用于，将所述可变编码调制物理帧进行解调捕获帧头信息，并根据捕获的帧头信息生成帧头捕获标志位；根据所述帧头捕获标志位判断所述可变编码调制物理帧的帧头是否捕获；若未捕获，则将所述可变编码调制物理帧中的下行编码控制字丢弃，并将上一帧可变编码调制物理帧中下行编码控制字发送给所述下行调制处理模块14。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种低轨卫星的自适应编码调制方法，其特征在于，包括：

接收信关站发送的可变编码调制物理帧，其中，所述可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据；

计算链路信噪比，并根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件；

若满足，则根据预设的可变调制编码保护机制确定上行调制编码方式以及下行调制编码方式，并根据所述上行调制编码方式对所述有效数据进行解调，以及根据所述下行调制编码方式对下行链路数据进行调制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括：所述链路信噪比低于预设的解调门限，所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设的可变调制编码保护机制，包括：

若所述链路信噪比低于预设的解调门限时，对上行信噪比进行估算，根据估算的上行信噪比、预设上下行收发设备的能力以及预设链路规划推导计算当前下行链路余量；

根据所述当前下行链路余量设置当前状态下备选的调制编码组合方式集合，判断所述备选的调制编码组合方式集合中是否存在与所述下行编码调制字对应的编码调制方式；

若在，则根据所述下行编码调制字对所述下行数据进行调制；否则，选取所述备选的调制编码组合方式集合中速率最低的调制编码组合方式对下行数据进行调制。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的可变调制编码保护机制，包括：

若所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化时，对预设盲均衡滤波器的系数进行复位处理，直到接收的连续N帧可变编码调制物理帧中上行调制编码控制字保持不变或不发生突变为止，根据所述上行调制编码控制字对所述上行数据进行解调，其中，N表示大于1的正整数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的可变调制编码保护机制，还包括：

在根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件之前，将所述可变编码调制物理帧进行解调捕获帧头信息，并根据捕获的帧头信息生成帧头捕获标志位；

根据所述帧头捕获标志位判断所述可变编码调制物理帧的帧头是否捕获；

若未捕获，则将所述可变编码调制物理帧中的下行编码控制字丢弃，并根据上一帧可变编码调制物理帧中下行编码控制字对所述下行数据进行调制。

6.一种低轨卫星的自适应编码调制系统，应用于如权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，包括：低轨卫星和至少一个信关站；其中，

所述至少一个信关站，包括可变编码调制物理帧发送模块，所述可变编码调制物理帧发送模块用于向低轨卫星发送可变编码调制物理帧，其中，所述可变编码调制物理帧包括独特字、上行调制编码控制字、下行调制编码控制字以及有效数据；

所述低轨卫星，包括可变编码调制物理帧接收模块、可变编码调制物理帧处理模块、上行解调处理模块以及下行调制处理模块，其中，所述可变编码调制物理帧接收模块用于接收所述可变编码调制物理帧；所述可变编码调制物理帧处理模块用于计算链路信噪比，并根据所述可变编码调制物理帧以及所述链路信噪比判断是否满足预设条件，若满足，则根据预设的可变调制编码保护机制确定上行调制编码方式以及下行调制编码方式；所述上行解调处理模块用于根据所述上行调制编码方式对所述有效数据进行解调，所述下行调制处理模块，用于根据所述场景信息以及所述下行调制编码方式对下行链路数据进行调制。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述预设条件包括：所述链路信噪比低于预设的解调门限，所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，若所述链路信噪比低于预设的解调门限时，所述上行解调处理模块包括上行解调前端处理子模块、盲端均衡滤波器、帧同步子模块、信噪比估计子模块、帧头信息提取子模块、备选组合子模块以及上行有效数据解调译码子模块；其中，

所述上行解调前端处理子模块，用于将所述可变编码调制物理帧进行解调前端处理得到第一处理后的数据；

所述盲端均衡滤波器，与所述上行解调前端处理子模块用于对所述第一处理后的数据进行抗信道群时延特性处理得到第二处理后的数据；

所述帧同步子模块，与所述盲端均衡滤波器连接，用于将所述第二处理后的数据进行帧同步处理得到第三处理后的数据；

所述信噪比估计子模块，与所述盲端均衡滤波器连接，用于估计上行信噪比，并根据预设卫星与信关站上下行收发能力、预设链路规划等信息反推出当前下行链路余量，以及根据所述下行链路余量建立备选的调制编码组合方式进行下行数据的调制；

所述帧头信息提取子模块，用于与所述帧同步子模块连接，用于根据所述第三处理后的数据捕获帧头信息，其中，所述帧头信息所述独特字、所述上行调制编码控制字以及所述下行调制编码控制字；

所述备选组合子模块，与所述帧头信息提取子模块连接，用于根据所述当前下行链路余量设置当前状态下备选的调制编码组合方式集合，判断所述备选的调制编码组合方式集合中是否存在与所述下行编码调制字对应的编码调制方式，并根据判断结果确定下行编码调制字以及将所述下行编码调制字发送给所述下行调制处理模块；

所述上行有效数据解调译码子模块，用于根据所述上行调制编码控制字对所述有效数据进行解调译码。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，若所述上行调制编码控制字和/或所述下行调制编码控制字发生变化时，所述上行解调处理模块还包括均衡起效控制子模块；其中，所述均衡起效控制子模块，与所述盲端均衡滤波器连接，用于对预设盲均衡滤波器的系数进行复位处理，直到接收的连续N帧可变编码调制物理帧中上行调制编码控制字保持不变或不发生突变为止其中，N表示大于1的正整数。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述帧头信息提取子模块，还用于，将所述可变编码调制物理帧进行解调捕获帧头信息，并根据捕获的帧头信息生成帧头捕获标志位；根据所述帧头捕获标志位判断所述可变编码调制物理帧的帧头是否捕获；若未捕获，则将所述可变编码调制物理帧中的下行编码控制字丢弃，并将上一帧可变编码调制物理帧中下行编码控制字发送给所述下行调制处理模块。

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