CN113395738B - 一种星地融合网络的传输链路确定方法、系统及介质 - Google Patents

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CN113395738B CN202110945971.3A CN202110945971A CN113395738B CN 113395738 B CN113395738 B CN 113395738B CN 202110945971 A CN202110945971 A CN 202110945971A CN 113395738 B CN113395738 B CN 113395738B
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Abstract

本发明公开了一种星地融合网络的传输链路确定方法、系统以及可读存储介质,该方法包括:将星地融合网络中直传链路的信干噪比与预设参考值的大小进行比较,若比较结果为直传链路的信干噪比小于预设参考值,则从多条中继链路中确定出目标中继链路作为传输链路;若比较结果为直传链路的信干噪比大于或等于预设参考值,确定直传链路作为传输链路。本发明提出的星地融合网络的传输链路确定方法能够平衡星地融合网络在多中继多天线传输时系统性能和计算的复杂性,保证通信质量。

Description

一种星地融合网络的传输链路确定方法、系统及介质
技术领域
本申请涉及通信领域,尤其涉及一种星地融合网络的传输链路确定方法、系统及介质。
背景技术
随着卫星通信技术的发展,卫星通信民用化普及正在加速,卫星电视、卫星手持终端机相继成熟应用通信传输中。在无线通信系统中,卫星移动通信与地面移动通信作为通信技术两大主导技术,将卫星通信网络与地面移动通信网络融合与协同工作,可以实现高速移动互联网的全天候畅通与全地域覆盖。
在星地融合地面中继端网络中,多个地面中继端相对于单个地面中继端,可以带来更好的系统性能。如果卫星波束内所有的地面中继端都参与协作传输,那么系统实现复杂度很高。在此背景下,一般采用中继选择策略来平衡系统的复杂性和系统性能。
然后,现有技术中,星地融合网络中地面中继端选择策略有:星地融合网络中多中继情况下的全中继参与情景,并得到了遍历容量的准确表达式、多中继多用户的星地融合网络。然而,多中继参与协作传输,虽然能带来更好的系统性能,但卫星目的端需处理从手持机发出经多个地面中继端传输的全部信号,系统实现的计算复杂度很高,无法平衡星地融合网络系统的性能与系统实现的计算复杂度,影响通信质量和效率。
发明内容
基于此,本发明实施例提出一种星地融合网络的传输链路确定方法、系统及介质,解决现有技术中针对星地融合网络中上行链路多天线多中继链路传输的过程中,如何选择最优的传输链路进行通信传输,以提高系统性能的同时降低系统的计算复杂度,保证通信质量。
为了解决上述技术问题,本申请实施例第一方面提供了一种星地融合网络中的传输链路确定方法,具体技术方案如下:
所述星地融合网络包括卫星目的端、手持机源端以及多个地面中继端,所述卫星目的端接收所述手持机源端传输的上行信号,形成所述手持机源端和所述卫星目的端之间的直传链路;所述卫星目的端接收由所述手持机源端传输到多个所述地面中继端,并经由多个所述地面中继端分别辅助传输的上行信号,形成所述手持机源端和所述卫星目的端之间的多条中继链路;所述传输链路确定方法包括以下步骤:
将所述直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 879925DEST_PATH_IMAGE001
的大小进行比较,得到比较结果;根据所述比较结果确定所述星地融合网络中的直传链路或者中继链路作为所述传输链路;若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比小于所述预设参考值,则从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路;若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比大于或等于所述预设参考值,确定所述直传链路作为所述传输链路。
优选的,所述直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 531486DEST_PATH_IMAGE001
的大小进行比较的步骤之前包括:接收所述手持机源端发送的源信号,以及多个所述地面中继端所在地面环境具有的干扰站发送的干扰信号,得到所述直传链路的信干噪比。
优选的,所述直传链路的信干噪比为:
Figure 45644DEST_PATH_IMAGE002
其中,
Figure 909695DEST_PATH_IMAGE003
Figure 694374DEST_PATH_IMAGE004
表示直传链路的信噪比,
Figure 251257DEST_PATH_IMAGE005
表示干扰链路的信噪比;
Figure 987132DEST_PATH_IMAGE006
表示手持机源端
Figure 920453DEST_PATH_IMAGE007
对源信号的发射功率,
Figure 323752DEST_PATH_IMAGE008
表示手持机源端
Figure 785957DEST_PATH_IMAGE007
和卫星目的端
Figure 274708DEST_PATH_IMAGE009
之间服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 480561DEST_PATH_IMAGE010
表示来自干扰站的第
Figure 738367DEST_PATH_IMAGE011
个同频干扰信号到卫星目的端
Figure 902632DEST_PATH_IMAGE009
的功率,
Figure 878678DEST_PATH_IMAGE012
表示第
Figure 888223DEST_PATH_IMAGE011
个同频干扰信号到卫星目的端
Figure 764650DEST_PATH_IMAGE009
服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 568658DEST_PATH_IMAGE013
表示卫星目的端D的高斯白噪声功率,M2表示干扰卫星目的端D的同频干扰信号的个数。
优选的,所述从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路的步骤包括:
计算所述手持机源端与第i个地面中继端之间第一跳链路的信干噪比
Figure 32000DEST_PATH_IMAGE014
,以及所述第i个地面中继端与所述卫星目的端之间第二跳链路的信干噪比
Figure 845235DEST_PATH_IMAGE015
;其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量;
比较第i个地面中继端对应的所述第一跳链路的信干噪比
Figure 77633DEST_PATH_IMAGE014
和所述第二跳链路的信干噪比
Figure 318122DEST_PATH_IMAGE015
的大小,选取二者之中的较小值作为第i个地面中继端对应的中继链路的信干噪比
Figure 3181DEST_PATH_IMAGE016
同样的,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路的信干噪比:
Figure 620107DEST_PATH_IMAGE017
然后,从中选取最大值作为目标信干噪比
Figure 441433DEST_PATH_IMAGE018
将所述目标信干噪比
Figure 118402DEST_PATH_IMAGE019
对应的中继链路作为目标中继链路,并将所述目标中继链路确定为所述传输链路。
优选的,所述从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路的步骤包括:
计算所述手持机源端与第i个地面中继端之间第一跳链路的信干噪比
Figure 25178DEST_PATH_IMAGE014
,其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量;
同样的,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路中的第一跳链路的信干噪比
Figure 180216DEST_PATH_IMAGE020
,然后从中选取最大值作为参考信干噪比
Figure 888671DEST_PATH_IMAGE021
将所述参考信干噪比
Figure 736541DEST_PATH_IMAGE022
对应的中继链路作为目标中继链路,并将所述目标中继链路确定为所述传输链路。
优选的,所述将所述目标中继链路确定为所述传输链路的步骤之后包括:
确定所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1
确定所述目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2
将所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1与目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2进行比较,取其中的最小值作为所述目标中继链路的信干噪比,表示为:
Figure 130613DEST_PATH_IMAGE023
进一步得到星地融合网络系统的传输链路的信干噪比为:
Figure 89342DEST_PATH_IMAGE024
优选的,在所述传输链路的信干噪比确定之后,进一步包括:
基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的中断概率,并基于所述中断概率分析所述传输链路的性能是否符合第一预设参考标准;
若所述传输链路的性能符合所述第一预设参考标准,则所述传输链路符合中断概率要求而被正常使用;
若所述传输链路的性能不符合所述第一预设参考标准,则重新确定传输链路。
优选的,在所述传输链路的信干噪比确定之后,进一步包括:
基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的吞吐量,并基于所述吞吐量分析所述传输链路的性能是否符合第二预设参考标准;
若所述传输链路的性能符合所述第二预设参考标准,则所述传输链路符合吞吐量要求而被正常使用;
若所述传输链路的性能不符合所述第二预设参考标准,则重新确定传输链路。
优选的,本发明的另一个实施例提出一种星地融合网络的传输链路系统,所述星地融合网络的传输链路系统包括卫星目的端、手持机源端以及配置多个地面中继端;所述卫星目的端可从所述手持机源端接收上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的直传链路;
或者,所述卫星目的端接收由所述手持机源端传输到所述多个地面中继端,并经由所述多个地面中继端辅助传输的上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的多条中继链路;
所述卫星目的端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的星地融合网络的传输链路的确定程序,所述星地融合网络的传输链路的确定程序被所述处理器执行时实现上述实施例提出的方法的步骤。
此外,本发明的另一个实施例提出一种介质,所述介质上存储有星地融合网络的传输链路的确定程序,所述星地融合网络的传输链路的确定程序被处理器执行时实现上述实施例提出的方法的步骤。
实施本申请实施例,具有如下有益效果:本发明公开了一种星地融合网络的传输链路确定方法、系统及介质,以解决当前星地融合网络系统中多地面中继多链路参与协作传输,卫星目的端需处理全部链路发送的信号,系统计算复杂度高,传输数据慢的问题;通过在通信传输前采用中继选择策略来选择系统的传输链路,选择最优的传输链路进行信号传输,既能保证系统性能,也能降低系统实现的计算复杂度,提高数据传输速度,平衡系统的性能和系统实现的高复杂计算度,保证通信质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例,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为本发明星地融合网络的传输链路确定方法一实施例的流程示意图;
图2为本发明星地融合网络的传输链路系统模型图;
图3为本发明星地融合网络的传输链路确定方法另一实施例的流程示意图;
图4为本发明星地融合网络的传输链路确定方法另一实施例的流程示意图;
图5为图4的实施例的进一步实施流程示意图;
图6为本发明星地融合网络的传输链路确定方法另一实施例的流程示意图;
图7为本发明星地融合网络的传输链路在不同信干噪比情况下的中断概率与性能的曲线图;
图8为本发明星地融合网络的传输链路在不同预设参考值情况下的中断概率与性能的曲线图;
图9为本发明星地融合网络的传输链路在不同地面中继端数情况下的中断概率与性能的曲线图;
图10为本发明星地融合网络的传输链路在不同干扰站数情况下的中断概率与性能的曲线图;
图11为本发明星地融合网络的传输链路在不同地面中继端的天线数情况下的中断概率与性能的曲线图;
图12为本发明星地融合网络的传输链路在不同信干噪比情况下的吞吐量与性能的曲线图;
图13为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的星地融合网络的传输链路系统的卫星目的端的原理组成示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外,术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象,而并非用于描述特定的顺序。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参照图1,本发明第一实施例提供一种星地融合网络的传输链路的确定方法的流程示意图。该实施例中,星地融合网络的传输链路的确定方法包括以下步骤:
步骤S10,将所述直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 885260DEST_PATH_IMAGE025
的大小进行比较,得到比较结果;
步骤S20,根据所述比较结果确定所述星地融合网络中的直传链路或者中继链路作为所述传输链路;
步骤S30,若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比小于所述预设参考值,则从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路;
步骤S40,若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比大于或等于所述预设参考值,确定所述直传链路作为所述传输链路。
结合图2,本实施例的研究环境是多地面中继下的星地融合网络,在星地融合网络的系统模型中,一个卫星波束可以覆盖多个地面中继站或端,卫星目的端D接收所述手持机源端S传输的上行信号,形成手持机源端S和卫星目的端D之间的直传链路;卫星目的端D接收由手持机源端S传输到多个地面中继端,并经由多个地面中继端R分别辅助传输的上行信号,形成手持机源端S和所述卫星目的端D之间的多条中继链路。在移动通信过程中,多个地面中继端R传输可以带来更好的系统性能,同时,卫星波束内的所有地面中继端R参与协作传输,那么系统复杂度很高。
图1所示实施例将星地融合网络中直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 904031DEST_PATH_IMAGE027
的大小进行比较,根据比较结果确定最优的链路作为星地融合网络中的传输链路,以此平衡系统的复杂性和系统性能。在卫星目的端D接收从手持机源端S发送的信号计算直传链路的信干噪比,将计算得到的直传链路的信干噪比与预设参考值进行比较,若直传链路的信干噪比小于预设参考值
Figure 50979DEST_PATH_IMAGE027
,选取一个地面中继端来辅助卫星信号的传输,即从多条中继链路中确定出目标中继链路作为传输链路。
优选的,结合附图2进一步对图1所示实施例进行说明。优选的,本发明实施例星地融合网络的传输链路系统包括卫星目的端D、手持机源端S以及配置多个地面中继端R;所述卫星目的端D可从所述手持机源端S接收上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的直传链路;或者,所述卫星目的端D接收由所述手持机源端S传输到所述多个地面中继端R,并经由所述多个地面中继端R辅助传输的上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的多条中继链路,可以进一步从多条中继链路中选择信干噪比最大的中继链路作为手持机源端、地面中继端和卫星目的端之间的最优中继链路或目标中继链路。
优选的,本实施例中的星地融合网络的传输链路的确定方法,应用于星地融合网络中上行链路多天线、多中继下的传输链路选择,在星地融合网络的系统模型中,如图2所示,包含了一个单天线的手持机源端S,一个卫星目的端D以及配置N2根天线的N1个地面中继端,即每一个地面中继端配置N2根天线,由此可见地面中继端可以基于多根天线实现多集接收。
优选的,在本发明实施例星地融合网络系统模型中,还有M1和M2个单天线的干扰站分别干扰地面中继端R和卫星目的端D。
优选的,在步骤S10中,通过在卫星目的端检验直传链路的信干噪比,将直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 813399DEST_PATH_IMAGE027
进行大小比较来确定星地融合网络的传输链路。
优选的,在传输链路选择确定之前,卫星目的端D首先计算系统模型的直传链路的信干噪比,以用于与预设参考值
Figure 729402DEST_PATH_IMAGE027
进行比较,进而对传输链路进行选择。传输链路即为卫星目的端D与手持机源端S双方之间的信号传输通道。
优选的,对于确定直传链路的信干噪比的方法包括:卫星目的端D接收所述手持机源端S发送的源信号,以及多个所述地面中继端所在地面环境具有的干扰站发送的干扰信号,并对所述源信号与所述干扰信号进行计算,得到所述直传链路的信干噪比。
若从手持机源端S发射的信号为
Figure 122337DEST_PATH_IMAGE028
且模值为1,即
Figure 756581DEST_PATH_IMAGE030
,卫星目的端
Figure 57112DEST_PATH_IMAGE031
直接接收从源端
Figure 93201DEST_PATH_IMAGE032
接收上行发射的信号,即直传链路对应接收到的信号表示为:
Figure 686731DEST_PATH_IMAGE034
其中,
Figure 808271DEST_PATH_IMAGE035
表示手持机源端
Figure 912493DEST_PATH_IMAGE032
的发射功率,
Figure 271931DEST_PATH_IMAGE036
表示手持机源端
Figure 803406DEST_PATH_IMAGE032
和卫星目的端
Figure 146663DEST_PATH_IMAGE031
之间服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 54576DEST_PATH_IMAGE037
表示来自干扰站的第
Figure 534099DEST_PATH_IMAGE038
个同频干扰到卫星目的端
Figure 236476DEST_PATH_IMAGE031
的功率,
Figure 801449DEST_PATH_IMAGE039
表示第
Figure 981895DEST_PATH_IMAGE038
个同频干扰到卫星目的端
Figure 581503DEST_PATH_IMAGE031
服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 956246DEST_PATH_IMAGE040
表示从第
Figure 274095DEST_PATH_IMAGE038
个同频干扰发出的信号且
Figure 258232DEST_PATH_IMAGE041
Figure 712347DEST_PATH_IMAGE042
表示在目的端
Figure 756526DEST_PATH_IMAGE031
处的加性高斯白噪声且满足
Figure 561671DEST_PATH_IMAGE043
Figure 349499DEST_PATH_IMAGE044
表示卫星目的端D的高斯白噪声功率,M2表示干扰卫星目的端D的同频干扰个数。
优选的,可以计算该星地融合网络系统的直传链路到达卫星目的端的信干噪比为:
Figure 923699DEST_PATH_IMAGE045
其中,
Figure 138780DEST_PATH_IMAGE046
Figure 900063DEST_PATH_IMAGE047
表示直传链路的信噪比,
Figure 226002DEST_PATH_IMAGE048
表示干扰链路的信噪比;
Figure 654709DEST_PATH_IMAGE049
表示手持机源端
Figure 40691DEST_PATH_IMAGE032
的发射功率,
Figure 53384DEST_PATH_IMAGE050
表示手持机源端
Figure 183014DEST_PATH_IMAGE032
和卫星目的端
Figure 466228DEST_PATH_IMAGE031
之间服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 288690DEST_PATH_IMAGE051
表示来自干扰站的第
Figure 24565DEST_PATH_IMAGE038
个同频干扰到卫星目的端
Figure 957886DEST_PATH_IMAGE031
的功率,
Figure 95607DEST_PATH_IMAGE052
表示第
Figure 88970DEST_PATH_IMAGE038
个同频干扰到卫星目的端
Figure 312141DEST_PATH_IMAGE031
服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 783574DEST_PATH_IMAGE053
表示卫星目的端D的高斯白噪声功率,M2表示干扰卫星目的端D的同频干扰个数。
优选的,对于步骤S20,卫星目的端D接收从手持机源端S发送的信号与干扰站发送的同频干扰信号,计算直传链路的信干噪比
Figure 775801DEST_PATH_IMAGE054
,将计算得到的直传链路的信干噪比
Figure 940066DEST_PATH_IMAGE054
与预设的参考值
Figure 874700DEST_PATH_IMAGE055
进行大小比较,根据比较结果去选择直传链路作为传输链路还是中继链路作为传输链路,以此,实现星地融合网络的传输链路的确定。
优选的,对于步骤S30,其中从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路,包括至少两种实现方法,以下结合图3和图4分别进行具体说明。
首先,是第一种实现方法,如图3所示:
步骤S31,计算所述手持机源端与第i个地面中继端之间第一跳链路的信干噪比
Figure 149823DEST_PATH_IMAGE056
,以及所述第i个地面中继端与所述卫星目的端之间第二跳链路的信干噪比
Figure 527715DEST_PATH_IMAGE057
;其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量;
步骤S32,比较第i个地面中继端对应的所述第一跳链路的信干噪比
Figure 597302DEST_PATH_IMAGE056
和所述第二跳链路的信干噪比
Figure 60644DEST_PATH_IMAGE057
的大小,选取二者之中的较小值作为第i个地面中继端对应的中继链路的信干噪比
Figure 873880DEST_PATH_IMAGE058
步骤S33,按照步骤S31和32的方法,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路的信干噪比
Figure 840699DEST_PATH_IMAGE059
,然后从中选取最大值作为目标信干噪比
Figure 81187DEST_PATH_IMAGE060
步骤S34,将所述目标信干噪比
Figure 31826DEST_PATH_IMAGE061
对应的中继链路作为目标中继链路,并将所述目标中继链路确定为所述传输链路。
优选的,对于每一个地面中继端R而言,其中该地面中继端R与手持机源端S之间的信号传输信道为中继链路的第一跳链路,该地面中继端R至卫星目的端D的信号传输信道为中继链路的第二跳链路。因此,对于每一条中继链路而言均包括第一跳链路和第二跳链路。
优选的,结合图2,对于第一跳链路,手持机源端将信号传输给第i个地面中继端
Figure 648752DEST_PATH_IMAGE062
,其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量,第i个地面中继端
Figure 735656DEST_PATH_IMAGE062
接收到的信号表示:
Figure 412625DEST_PATH_IMAGE064
其中,
Figure 319402DEST_PATH_IMAGE065
表示手持机源端
Figure 707395DEST_PATH_IMAGE066
的发射功率,
Figure 635425DEST_PATH_IMAGE067
表示手持机源端
Figure 420978DEST_PATH_IMAGE066
到第
Figure 815050DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 508200DEST_PATH_IMAGE069
的信道衰落矢量,
Figure 304117DEST_PATH_IMAGE070
表示第
Figure 322889DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 702792DEST_PATH_IMAGE069
处的波束成形矢量且满足
Figure 934054DEST_PATH_IMAGE071
,手持机源端S发射的信号为
Figure 850057DEST_PATH_IMAGE072
Figure 774151DEST_PATH_IMAGE073
是第
Figure 408394DEST_PATH_IMAGE074
个地面干扰在第
Figure 708926DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 479436DEST_PATH_IMAGE075
处的干扰功率,
Figure 574431DEST_PATH_IMAGE076
表示第
Figure 695970DEST_PATH_IMAGE074
个地面干扰到第
Figure 534613DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 425209DEST_PATH_IMAGE069
之间的信道衰落矢量,
Figure 956684DEST_PATH_IMAGE077
表示在第
Figure 535827DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端处
Figure 443740DEST_PATH_IMAGE069
来自于第
Figure 923263DEST_PATH_IMAGE074
地面个干扰的干扰信号且满足
Figure 625640DEST_PATH_IMAGE078
Figure 456192DEST_PATH_IMAGE079
表示在第
Figure 636638DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 501826DEST_PATH_IMAGE069
处的
Figure 375104DEST_PATH_IMAGE080
阶加性高斯白噪声矢量并且满足
Figure 692953DEST_PATH_IMAGE081
,其中,
Figure 411510DEST_PATH_IMAGE082
表示地面中继端R的高斯白噪声功率,
Figure 131204DEST_PATH_IMAGE083
Figure 175384DEST_PATH_IMAGE080
的单位列矩阵,M1表示干扰地面中继端R的干扰个数,N2表示地面中继端配置的天线数。其中的H是表示矩阵矢量的共轭转置。
优选的,根据第
Figure 980529DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 266891DEST_PATH_IMAGE069
接收到的信号可计算该中继链路对应的第
Figure 841092DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 790594DEST_PATH_IMAGE069
处的第一跳链路的信干噪比。第
Figure 551876DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 143394DEST_PATH_IMAGE069
对应的第一跳链路的信干噪比表示:
Figure 572102DEST_PATH_IMAGE085
其中,
Figure 958084DEST_PATH_IMAGE086
表示手持机源端
Figure 472242DEST_PATH_IMAGE087
的发射功率,
Figure 601872DEST_PATH_IMAGE088
表示手持机源端
Figure 885086DEST_PATH_IMAGE087
到第
Figure 707548DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 709002DEST_PATH_IMAGE069
的信道衰落矢量,
Figure 376744DEST_PATH_IMAGE089
表示第
Figure 281508DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 9293DEST_PATH_IMAGE069
处的波束成形矢量且满足
Figure 232464DEST_PATH_IMAGE090
Figure 969476DEST_PATH_IMAGE091
是第
Figure 961702DEST_PATH_IMAGE092
个地面干扰在第
Figure 860388DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 836434DEST_PATH_IMAGE069
处的干扰功率,
Figure 111558DEST_PATH_IMAGE093
表示第
Figure 223870DEST_PATH_IMAGE092
个地面干扰到第
Figure 559037DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 491221DEST_PATH_IMAGE069
之间的信道衰落矢量,
Figure 570035DEST_PATH_IMAGE094
表示在第
Figure 802433DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 541457DEST_PATH_IMAGE069
处的
Figure 492096DEST_PATH_IMAGE095
阶加性高斯白噪声矢量并且满足
Figure 109022DEST_PATH_IMAGE096
,其中,
Figure 195926DEST_PATH_IMAGE097
表示地面中继端R的高斯白噪声功率,
Figure 341737DEST_PATH_IMAGE098
Figure 248513DEST_PATH_IMAGE099
的单位列矩阵,M1表示干扰地面中继端R的干扰个数,N2表示地面中继端配置的天线数,H表示矩阵矢量的共轭转置。
优选的,结合图2,对于第二跳链路第
Figure 669130DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 610541DEST_PATH_IMAGE069
将接收到的信号传输到卫星目的端D,由此在卫星目的端
Figure 192832DEST_PATH_IMAGE100
的接收信号表示:
Figure 852484DEST_PATH_IMAGE102
其中,
Figure 811213DEST_PATH_IMAGE103
表示地面中继端
Figure 872709DEST_PATH_IMAGE104
处信号的功率,
Figure 891481DEST_PATH_IMAGE105
表示第
Figure 20454DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 782873DEST_PATH_IMAGE069
到卫星目的端
Figure 698877DEST_PATH_IMAGE100
的信道衰落矢量且满足阴影莱斯分布,
Figure 888550DEST_PATH_IMAGE106
是第
Figure 257214DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 557745DEST_PATH_IMAGE069
处的发射波束成形矢量且有
Figure 328255DEST_PATH_IMAGE107
,手持机源端S发射的信号为
Figure 423250DEST_PATH_IMAGE108
Figure 279211DEST_PATH_IMAGE109
表示第
Figure 383433DEST_PATH_IMAGE110
个同频干扰到卫星目的端
Figure 274029DEST_PATH_IMAGE100
的功率,
Figure 805504DEST_PATH_IMAGE111
表示第
Figure 381717DEST_PATH_IMAGE110
个干扰到卫星目的端
Figure 24051DEST_PATH_IMAGE100
服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,M2表示干扰卫星目的端D的干扰个数,
Figure 769153DEST_PATH_IMAGE112
表示从
Figure 471530DEST_PATH_IMAGE110
个同频干扰发出的信号且
Figure 302082DEST_PATH_IMAGE113
Figure 482528DEST_PATH_IMAGE114
表示在目的端
Figure 82137DEST_PATH_IMAGE100
处的加性高斯白噪声且满足
Figure 955415DEST_PATH_IMAGE115
Figure 7684DEST_PATH_IMAGE116
表示卫星目的端D的高斯白噪声功率,H表示矩阵矢量的共轭转置。
优选的,可计算得到第
Figure 257400DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 977094DEST_PATH_IMAGE069
第二跳链路在卫星目的端
Figure 755695DEST_PATH_IMAGE100
处的信干噪比为:
Figure 295260DEST_PATH_IMAGE117
其中,
Figure 584553DEST_PATH_IMAGE103
表示地面中继端
Figure 158753DEST_PATH_IMAGE118
处信号的功率,
Figure 373834DEST_PATH_IMAGE119
表示第
Figure 400696DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 726635DEST_PATH_IMAGE069
到卫星目的端
Figure 420922DEST_PATH_IMAGE100
的信道衰落矢量且满足阴影莱斯分布,
Figure 806903DEST_PATH_IMAGE106
是第
Figure 55482DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端处
Figure 919533DEST_PATH_IMAGE069
的发射波束成形矢量且有
Figure 468326DEST_PATH_IMAGE120
Figure 25209DEST_PATH_IMAGE121
表示第
Figure 26663DEST_PATH_IMAGE110
个同频干扰到卫星目的端
Figure 192940DEST_PATH_IMAGE100
的功率,
Figure 596240DEST_PATH_IMAGE111
表示第
Figure 324024DEST_PATH_IMAGE110
个干扰到卫星目的端
Figure 812774DEST_PATH_IMAGE100
服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,M2表示干扰卫星目的端D的干扰个数,
Figure 549786DEST_PATH_IMAGE122
表示在目的端
Figure 542013DEST_PATH_IMAGE100
处的加性高斯白噪声且满足
Figure 440699DEST_PATH_IMAGE123
Figure 416745DEST_PATH_IMAGE124
表示卫星目的端D的高斯白噪声功率,H表示矩阵矢量的共轭转置。
优选的,根据第
Figure 426290DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 538602DEST_PATH_IMAGE069
接收到的信号可计算中继链路第
Figure 873768DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 805952DEST_PATH_IMAGE069
处的信干噪比
Figure 884767DEST_PATH_IMAGE125
,根据第
Figure 87471DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 593539DEST_PATH_IMAGE069
接收到的信号可计算得到第
Figure 278598DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 895525DEST_PATH_IMAGE069
在卫星目的端
Figure 982429DEST_PATH_IMAGE100
处的信干噪比为
Figure 659398DEST_PATH_IMAGE126
,优选的,结合译码转发协议,两跳链路中信干噪比最小的值为此链路的最终信干噪比,则第i个地面中继端
Figure 566174DEST_PATH_IMAGE069
所形成第i条中继链路的第i个信干噪比:
Figure 986791DEST_PATH_IMAGE127
其中,
Figure 662623DEST_PATH_IMAGE125
Figure 510494DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 170145DEST_PATH_IMAGE069
的第一跳链路的信干噪比,
Figure 863295DEST_PATH_IMAGE126
表示第
Figure 423327DEST_PATH_IMAGE068
个地面中继端
Figure 176519DEST_PATH_IMAGE069
第二跳链路在目的端
Figure 323467DEST_PATH_IMAGE100
处的信干噪比。
优选的,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路的信干噪比,例如
Figure 85886DEST_PATH_IMAGE128
Figure 1890DEST_PATH_IMAGE129
Figure 925983DEST_PATH_IMAGE130
,将
Figure 294648DEST_PATH_IMAGE128
Figure 595179DEST_PATH_IMAGE129
Figure 631268DEST_PATH_IMAGE130
进行一一比较,得到最大值
Figure 991842DEST_PATH_IMAGE131
,将此最大值
Figure 582224DEST_PATH_IMAGE131
确定为目标信干噪比
Figure 420867DEST_PATH_IMAGE132
优选的,将全部中继链路的信干噪比与目标信干噪比
Figure 311462DEST_PATH_IMAGE133
进行比对,与目标信干噪比对应的中继链路即为目标中继链路,将此目标中继链路确定为星地融合网络的传输链路。
在第一种方法中,将每一个中继链路分为两跳链路,分别对应手持机源端S与地面中继端R之间为第一跳链路,地面中继端R与卫星目的端D之间为第二跳链路,这两跳链路组成一个中继链路,但是这个中继链路的信干噪比是由第一跳链路的信干噪比和第二跳链路的信干噪比共同决定的,因此需要对这两跳链路对应的信干噪比分别计算后,才能比较获得其中的较小值作为该中继链路的信干噪比,这是因为该中继链路的信干噪比特性最终是由其组成的各跳链路中的最小信干噪比决定的。在获得每一个地面中继端对应的中继链路的信干噪比后,再对这些中继链路的信干噪比进行比较,从中选择最大值,其所对应的中继链路就是目标中继链路。因此,该方法需要计算每一个中继链路中包括的两跳链路对应的信干噪比,计算量较大。
需要说明的是,本实施对目标中继链路的确定除了计算全部中继链路各自第一跳链路和第二跳链路中的最大信干噪进行比对确定之外,还可以是计算全部中继链路各自第一跳链路中的最大信干噪比进行比对确定。
优选的,还可以实施第二种方法,如图4所示:
步骤S35,计算所述手持机源端与第i个地面中继端之间第一跳链路的信干噪比
Figure 344403DEST_PATH_IMAGE125
,其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量;
步骤S36,按照步骤S36的方法,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路中的第一跳链路的信干噪比
Figure 422080DEST_PATH_IMAGE134
,然后从中选取最大值作为参考信干噪比
Figure 64414DEST_PATH_IMAGE135
步骤S37,将所述参考信干噪比
Figure 809516DEST_PATH_IMAGE136
对应的中继链路作为目标中继链路,并将所述目标中继链路确定为所述传输链路。
优选的,本发明采用时间复用的信号传输方式,当直传链路的信干噪比小于预设参考值
Figure 511893DEST_PATH_IMAGE137
时,卫星目的端D借助于地面中继端R来辅助接收从手持机源端S发送的信号,从手持机源端到卫星目的端D信号传输阶段需要两个时隙阶段,第一时隙阶段和第二时隙阶段。在第一时隙阶段,从第一个地面中继端R1开始,基于手持机源端S发送信号分别计算出各个中继链路在地面中继端R的信干噪比,将计算得到的各个中继链路在地面中继端R的信干噪比进行比较,信干噪比最大的地面中继端为目标地面中继端。确定目标地面中继端后,由该目标地面中继端对应的目标中继链路传输的第二时隙阶段,可以进一步计算对应的第二跳链路对应的信干噪比。
优选的,在第一时隙阶段,手持机源端S将信号传输给多个地面中继端R,则第i个地面中继端
Figure 342446DEST_PATH_IMAGE138
的信干噪比通过接收手持机源端S发送给第i个地面中继端
Figure 522891DEST_PATH_IMAGE138
的信号进行计算,得到第i个地面中继端的信干噪比
Figure 122500DEST_PATH_IMAGE139
;运用相同的方法计算其他地面中继端R的信干噪比,将计算得到的全部的信干噪比进行大小比较,由于中继链路选择信干噪比最大的链路进行传输,即可确定多个地面中继端的信干噪比中数值最大的信干噪比为最大信干噪比,最大信干噪比为中继链路第一跳链路的信干噪比。
优选的,请参照图5,得到第一跳链路的信干噪比后,查找多个地面中继端中与第一跳链路的最大信干噪比对应的地面中继端,并将查找到的地面中继端作为目标地面中继端。根据目标地面中继端可从多条中继链路中确定目标中继链路,此目标中继链路为星地融合网络的传输链路。具体地,将目标中继链路设为传输链路的步骤之后包括:
步骤S371,确定所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1;具体计算方法包括前述第
Figure 995778DEST_PATH_IMAGE140
个地面中继端
Figure 48048DEST_PATH_IMAGE141
第一跳链路的信干噪比计算方法,这里不再赘述。
步骤S372,确定所述目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2;具体计算方法包括前述第
Figure 297763DEST_PATH_IMAGE140
个地面中继端
Figure 486299DEST_PATH_IMAGE141
第二跳链路的信干噪比计算方法,这里不再赘述。
步骤S373,将所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1与目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2进行比较,取其中的最小值作为所述目标中继链路的信干噪比,可以表示为:
Figure 29014DEST_PATH_IMAGE142
步骤S374,优选的,结合前述该星地融合网络系统的直传链路到达卫星目的端的信干噪比为
Figure 834159DEST_PATH_IMAGE143
,这样图1所示实施例可进一步得到星地融合网络系统最终确定的传输链路的信干噪比为:
Figure 621986DEST_PATH_IMAGE144
可以看出,第二种方法与第一种方法相比而言,对于每一个中继链路而言,只需要计算其中的第一跳链路的信干噪比即可,然后通过比较这些第一跳链路的信干噪比,从中选出最大值,该最大值对应的中继链路作为目标中继链路。该方法省去了对中继链路中的第二跳链路的信干噪比计算和比较,这是因为从这些地面中继端R到同一个卫星目的端D,由于可以是同一个卫星波束覆盖,这些地面中继端R到卫星目的端D的信干噪比比较接近或一致,或者说可以共用同一个第二跳链路的信干噪比,而起主要作用的是手持机源端与这些地面中继端之间第一跳链路的信干噪比,因此只需要对这些中继链路中的第一跳链路的信干噪比进行计算比较即可获得。因此,第二种方法相对于第一种方法而言,计算量明显减少,实施起来也更加方便快捷。
优选的,请参照图6,其中,在传输链路的信干噪比确定之后,还可以进一步包括:
步骤S50,基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的中断概率,并基于所述中断概率分析所述传输链路的性能是否符合第一预设参考标准;
步骤S60,若所述传输链路的性能符合所述第一预设参考标准,则所述传输链路符合中断概率要求而被正常使用;
步骤S70,若所述传输链路的性能不符合所述第一预设参考标准,则重新确定传输链路。重新确定传输链路的方法参考前述图1、图3和图4所示实施例,这里不再赘述。
优选的,请参照图6,其中,在传输链路的信干噪比确定之后,还可以进一步包括:
步骤S80, 基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的吞吐量,并基于所述吞吐量分析所述传输链路的性能是否符合第二预设参考标准;
步骤S90,若所述传输链路的性能符合所述第二预设参考标准,则所述传输链路符合吞吐量要求而被正常使用;
步骤S100,若所述传输链路的性能不符合所述第二预设参考标准,则重新确定传输链路。重新确定传输链路的方法参考前述图1、图3和图4所示实施例,这里不再赘述。
优选的,中断概率定义为卫星目的端D与手持机源端S之间的信干噪比小于预设参考值
Figure 930608DEST_PATH_IMAGE145
的概率,吞吐量定义为以预设的传输速率在星地融合网络的传输链路上传输一定的数据量的能力,通过星地融合网络的传输链路的中断概率与吞吐量可判断传输链路的性能的优劣。
本实施例在确定传输链路后,通过中断概率或者吞吐量分析所选择传输链路的性能是否符合预设参考标准。具体地,若传输链路为直传链路,则将直传链路的信干噪比γsd作为传输链路的信干噪比,并基于直传链路的信干噪比γsd计算直传链路的中断概率与吞吐量,进而基于中断概率或吞吐量分析所选择的传输链路的性能。
若传输链路为中继链路,则将选择的目标中继链路的信干噪比γsd作为传输链路的信干噪比,基于目标中继链路的信干噪比γsd计算中继链路的中断概率与吞吐量,并基于中断概率或吞吐量分析所选择的传输链路的性能。
优选的,获取星地融合网络系统的传输链路在不同信干噪比下的中断概率,并将不同信干噪比下的中断概率生成为曲线图,对星地融合网络的传输链路的性能进行分析。请参照图7,如图所示,FHS表示FrequencyHeavyShadowing(频率选择性重衰落),AS表示AverageShadowing(平均衰落),DLTS表示Directlinktransmissionscheme(直传链路),PRSS表示Proposedrelayselectionscheme(中继链路);为了便于分析,假定
Figure 145688DEST_PATH_IMAGE146
Figure 438129DEST_PATH_IMAGE147
Figure 764069DEST_PATH_IMAGE148
Figure 927197DEST_PATH_IMAGE149
;同时假定
Figure 578758DEST_PATH_IMAGE150
Figure 92916DEST_PATH_IMAGE151
图7示出星地融合网络系统的直传链路与中继链路在不同信干噪比下的中断概率的曲线图,星地融合网络系统的中断概率随着信干噪比的增大而减小,将中断概率随着信干噪比的增大而减小的趋势设为第一预设参考标准。在确定星地融合网络系统的传输链路后,基于传输链路的信干噪比计算传输链路在不同信干噪比下的中断概率,当中断概率随信干噪比的增大而减小,证明所选择的传输链路符合第一预设标准,将所选的直传链路或中继链路确定为最终的传输链路。当中断概率未随信干噪比的增大而减小,证明所选择的传输链路不符合第一预设标准。此时,再次执行图1、图3和图4对应的实施例。确定新的传输链路后,基于新的传输链路的信干噪比计算新的传输链路在不同信噪比下的中断概率,并分析该中断概率是否符合第一预设标准。
需要说明的是,对于由中断概率体现的传输链路的性能,除了将中断概率随着信干噪比的增大而减小的趋势设为第一预设参考标准进行性能分析外,还可以分别获取不同的预设参考值、地面中继端数、干扰站数和地面中继端的天线数的中断概率,绘制在不同的预设参考值、地面中继端数、干扰站数和地面中继端的天线数的情况下的中断概率的曲线图,对星地融合网络的传输链路的性能进行分析。
具体地,当预设参考值分别为3dB、6dB和9dB时,如图8所示,示出星地融合网络系统的不同预设参考值
Figure 222546DEST_PATH_IMAGE152
在平均衰落下中断概率,当信干噪比一定的时候,系统中断概率随预设参考值的增大而增大,中断概率越大,传输链路的性能下降,因此,预设参考值的增加会降低传输链路的性能。
优选的,当地面中继端数量分别为1个,2个,如图9所示,星地融合网络系统在预设参考值
Figure 771339DEST_PATH_IMAGE153
=3dB时平均衰落情况下的中断概率,当信干噪比一定的时候,系统的中断概率随地面中继端数的增加而降低,中断概率越小,传输链路的性能越好,因此,地面中继端数的增加会增加星地融合网络系统的传输链路的性能。
优选的,当干扰站的数量分别为1个,3个,5个,如图10所示,星地融合网络系统在预设参考值
Figure 62643DEST_PATH_IMAGE153
=3dB时平均衰落情况下,不同干扰站对传输链路的影响的中断概率,当信干噪比一定的时候,系统的中断概率随干扰站数的增加而增大,中断概率越大,传输链路的性能降低,因此,干扰站数的增加会降低星地融合网络系统的传输链路的性能。
优选的,当不同地面中继端天线数量分别为1条,2条,3条,如图11所示,星地融合网络系统在预设参考值
Figure 553843DEST_PATH_IMAGE153
=3dB时平均衰落情况下,不同地面中继端天线数对传输链路的中断概率,当信干噪比一定的时候,系统的中断概率随地面中继端天线数的增加而降低,中断概率越小,传输链路的性能越好,因此,地面中继端天线数的增加会增加星地融合网络系统的传输链路的性能。
优选的,获取星地融合网络系统的传输链路在不同信干噪比下的吞吐量,并将不同信干噪比下的吞吐量生成为曲线图,对星地融合网络的传输链路的性能进行分析。请参照图12,FHS表示FrequencyHeavyShadowing(频率选择性重衰落),AS表示AverageShadowing(平均衰落),DLTS表示Directlinktransmissionscheme(直传链路),PRSS表示Proposedrelayselectionscheme(中继链路);为了便于分析,假定
Figure 221585DEST_PATH_IMAGE154
Figure 624884DEST_PATH_IMAGE155
Figure 87090DEST_PATH_IMAGE156
Figure 575840DEST_PATH_IMAGE157
;同时假定
Figure 47272DEST_PATH_IMAGE158
Figure 305078DEST_PATH_IMAGE159
。图12示出星地融合网络系统的直传链路与中继链路在不同信干噪比下的吞吐量的曲线图,星地融合网络系统的吞吐量随着信干噪比的增大而增大,将吞吐量随着信干噪比的增大而增大的趋势设为第二预设参考标准。在确定星地融合网络系统的传输链路后,基于传输链路的信噪比计算传输链路在不同信噪比下的吞吐量,当吞吐量随信干噪比的增大而增大,证明所选择的传输链路符合第二预设标准,将所选的直传链路或中继链路确定为最终的传输链路。当吞吐量未随信干噪比的增大而增大,证明所选择的传输链路不符合第二预设标准。此时,再次执行图1、图3和图4对应的实施例,确定新的传输链路,并基于新的传输链路的信干噪比计算新的传输链路在不同信噪比下的吞吐量,分析该吞吐量是否符合第二预设标准。
基于与前述星地融合网络的传输链路的确定方法的同一构思,以及结合图2所示,本发明还提供了一种星地融合网络的传输链路系统,所述星地融合网络的传输链路系统包括卫星目的端、手持机源端以及配置多个地面中继端;所述卫星目的端可从所述手持机源端接收上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的直传链路;或者,所述卫星目的端接收由所述手持机源端传输到所述多个地面中继端,并经由所述多个地面中继端辅助传输的上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的多条中继链路;
进一步的,如图13所示,是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的星地融合网络的传输链路系统的卫星目的端涉及硬件结构示意图。其中,该星地融合网络的传输链路系统的卫星目的端D可以包括:处理器1001,例如CPU,网络接口1004,用户接口1003,存储器1005,通信总线1002。其中,通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard),可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器,也可以是稳定的存储器(non-volatilememory),例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解,图13中示出的星地融合网络的传输链路系统的卫星目的端的硬件结构并不构成对星地融合网络的传输链路系统的卫星目的端的限定,可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件布置。下面结合图13对本实施例的星地融合网络的传输链路系统的卫星目的端进行介绍。
如图13所示,作为一种介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及星地融合网络的传输链路的确定程序。
在图13所示的设备中,处理器1001是卫星目的端的控制中心,利用各种接口和线路连接整个星地融合网络的传输链路系统的卫星目的端D的各个部分,通过运行或执行存储在存储器1005内的软件程序和/或模块,以及调用存储在存储器1005中的星地融合网络的传输链路的确定程序,并执行以下操作:
将所述直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 469344DEST_PATH_IMAGE160
的大小进行比较,得到比较结果;根据所述比较结果确定所述星地融合网络中的直传链路或者中继链路作为所述传输链路;若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比小于所述预设参考值,则从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路;若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比大于或等于所述预设参考值,确定所述直传链路作为所述传输链路。
优选的,所述将直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 445390DEST_PATH_IMAGE160
的大小进行比较的步骤之前包括:接收所述手持机源端发送的源信号,以及多个所述地面中继端所在地面环境具有的干扰站发送的干扰信号,得到所述直传链路的信干噪比。
优选的,所述直传链路的信干噪比为:
Figure 189355DEST_PATH_IMAGE161
其中,
Figure 567247DEST_PATH_IMAGE162
Figure 371255DEST_PATH_IMAGE163
表示直传链路的信噪比,
Figure 67553DEST_PATH_IMAGE164
表示干扰链路的信噪比;
Figure 880788DEST_PATH_IMAGE165
表示手持机源端
Figure 113186DEST_PATH_IMAGE166
对源信号的发射功率,
Figure 619254DEST_PATH_IMAGE167
表示手持机源端
Figure 38734DEST_PATH_IMAGE168
和卫星目的端
Figure 655660DEST_PATH_IMAGE169
之间服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 742565DEST_PATH_IMAGE170
表示来自干扰站的第
Figure 419534DEST_PATH_IMAGE171
个同频干扰信号到卫星目的端
Figure 591889DEST_PATH_IMAGE169
的功率,
Figure 746927DEST_PATH_IMAGE172
表示第
Figure 688338DEST_PATH_IMAGE171
个同频干扰信号到卫星目的端
Figure 536209DEST_PATH_IMAGE169
服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 195860DEST_PATH_IMAGE173
表示卫星目的端D的高斯白噪声功率,M2表示干扰卫星目的端D的同频干扰信号的个数。
优选的,所述从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路的步骤包括:
计算所述手持机源端与第i个地面中继端之间第一跳链路的信干噪比
Figure 390474DEST_PATH_IMAGE174
,以及所述第i个地面中继端与所述卫星目的端之间第二跳链路的信干噪比
Figure 186392DEST_PATH_IMAGE175
;其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量;
比较第i个地面中继端对应的所述第一跳链路的信干噪比
Figure 939584DEST_PATH_IMAGE174
和所述第二跳链路的信干噪比
Figure 86532DEST_PATH_IMAGE175
的大小,选取二者之中的较小值作为第i个地面中继端对应的中继链路的信干噪比
Figure 848952DEST_PATH_IMAGE176
同样的,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路的信干噪比:
Figure 764955DEST_PATH_IMAGE177
然后,从中选取最大值作为目标信干噪比
Figure 689049DEST_PATH_IMAGE178
将所述目标信干噪比
Figure 323292DEST_PATH_IMAGE133
对应的中继链路作为目标中继链路,并将所述目标中继链路确定为所述传输链路。
优选的,所述从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路的步骤包括:
计算所述手持机源端与第i个地面中继端之间第一跳链路的信干噪比
Figure 358244DEST_PATH_IMAGE174
,其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量;
同样的,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路中的第一跳链路的信干噪比
Figure 394334DEST_PATH_IMAGE179
,然后从中选取最大值作为参考信干噪比
Figure 489329DEST_PATH_IMAGE180
将所述参考信干噪比
Figure 345289DEST_PATH_IMAGE181
对应的中继链路作为目标中继链路,并将所述目标中继链路确定为所述传输链路。
优选的,所述将所述目标中继链路确定为所述传输链路的步骤之后包括:
确定所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1
确定所述目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2
将所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1与目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2进行比较,取其中的最小值作为所述目标中继链路的信干噪比,表示为:
Figure 948046DEST_PATH_IMAGE183
进一步得到星地融合网络系统的传输链路的信干噪比为:
Figure 307484DEST_PATH_IMAGE185
优选的,在所述传输链路的信干噪比确定之后,进一步包括:
基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的中断概率,并基于所述中断概率分析所述传输链路的性能是否符合第一预设参考标准;
若所述传输链路的性能符合所述第一预设参考标准,则所述传输链路符合中断概率要求而被正常使用;
若所述传输链路的性能不符合所述第一预设参考标准,则重新确定传输链路。
优选的,在所述传输链路的信干噪比确定之后,进一步包括:
基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的吞吐量,并基于所述吞吐量分析所述传输链路的性能是否符合第二预设参考标准;
若所述传输链路的性能符合所述第二预设参考标准,则所述传输链路符合吞吐量要求而被正常使用;
若所述传输链路的性能不符合所述第二预设参考标准,则重新确定传输链路。
本发明星地融合网络的传输链路系统的具体实施方式与前述星地融合网络的传输链路的确定方法各实施例基本相同,在此不再赘述。
此外,基于同一构思,本发明还提供一种介质,在介质上存储有星地融合网络的传输链路的确定程序,星地融合网络的传输链路的确定程序被处理器执行时实现上述星地融合网络的传输链路的确定方法各实施例的步骤。
在本发明一种介质的实施例中,包含了上述星地融合网络的传输链路的确定方法各实施例的全部技术特征,说明和解释内容与上述星地融合网络的传输链路的确定方法各实施例基本相同,在此不做累述。
应当理解的是,在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
需要说明的是,本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言,由于其与方法实施例基本相似,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,因此依本申请权利要求所作的等同变化,仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种星地融合网络的传输链路确定方法,其特征在于,所述星地融合网络包括卫星目的端、手持机源端以及多个地面中继端,所述卫星目的端接收所述手持机源端传输的上行信号,形成所述手持机源端和所述卫星目的端之间的直传链路;所述卫星目的端接收由所述手持机源端传输到多个所述地面中继端,并经由多个所述地面中继端分别辅助传输的上行信号,由所述卫星目的端的同一个卫星波束覆盖,形成所述手持机源端和所述卫星目的端之间的上行链路中的多条中继链路;所述传输链路确定方法包括以下步骤:
将所述直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 640826DEST_PATH_IMAGE001
的大小进行比较,得到比较结果;
根据所述比较结果确定所述星地融合网络中的直传链路或者中继链路作为所述传输链路;
若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比小于所述预设参考值,则从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路;
若所述比较结果为所述直传链路的信干噪比大于或等于所述预设参考值,确定所述直传链路作为所述传输链路;
所述从多条所述中继链路中确定出目标中继链路作为所述传输链路的步骤包括:
计算所述手持机源端与第i个地面中继端之间第一跳链路的信干噪比
Figure 985219DEST_PATH_IMAGE002
,其中,1≤i≤N1,N1表示地面中继端的数量;
同样的,计算N1个地面中继端分别对应的中继链路中的第一跳链路的信干噪比
Figure 483197DEST_PATH_IMAGE003
,然后从中选取最大值作为第一跳链路的参考信干噪比
Figure 254844DEST_PATH_IMAGE004
查找多个地面中继端中与第一跳链路的参考信干噪比
Figure 533378DEST_PATH_IMAGE005
对应的地面中继端,并将查找到的地面中继端作为目标地面中继端;
根据目标地面中继端确定目标中继链路,并将所述目标中继链路确定为所述传输链路;
将所述目标中继链路确定为所述传输链路之后计算所述传输链路的信干噪比,在所述传输链路的信干噪比确定之后,进一步包括:
基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的中断概率,并基于所述中断概率分析所述传输链路的性能是否符合第一预设参考标准;
若所述传输链路的性能符合所述第一预设参考标准,则所述传输链路符合中断概率要求而被正常使用;
若所述传输链路的性能不符合所述第一预设参考标准,则重新确定传输链路;
其中,第一预设参考标准为中断概率随着信干噪比的增大而减小的趋势。
2.如权利要求1所述的星地融合网络的传输链路确定方法,其特征在于,所述直传链路的信干噪比与预设参考值
Figure 415884DEST_PATH_IMAGE006
的大小进行比较的步骤之前包括:
接收所述手持机源端发送的源信号,以及多个所述地面中继端所在地面环境具有的干扰站发送的干扰信号,得到所述直传链路的信干噪比。
3.如权利要求2所述的星地融合网络的传输链路确定方法,其特征在于,所述直传链路的信干噪比为:
Figure 33947DEST_PATH_IMAGE007
其中,
Figure 320703DEST_PATH_IMAGE008
Figure 601380DEST_PATH_IMAGE009
表示直传链路的信噪比,
Figure 225260DEST_PATH_IMAGE010
表示干扰链路的信噪比;
Figure 963408DEST_PATH_IMAGE011
表示手持机源端
Figure 404754DEST_PATH_IMAGE012
对源信号的发射功率,
Figure 595564DEST_PATH_IMAGE013
表示手持机源端
Figure 819872DEST_PATH_IMAGE012
和卫星目的端
Figure 84631DEST_PATH_IMAGE014
之间服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 368982DEST_PATH_IMAGE015
表示来自干扰站的第
Figure 47088DEST_PATH_IMAGE016
个同频干扰信号到卫星目的端
Figure 75087DEST_PATH_IMAGE014
的功率,
Figure 335298DEST_PATH_IMAGE017
表示第
Figure 524971DEST_PATH_IMAGE016
个同频干扰信号到卫星目的端
Figure 690373DEST_PATH_IMAGE014
服从阴影莱斯分布的信道衰落分量,
Figure 256484DEST_PATH_IMAGE018
表示卫星目的端D的高斯白噪声功率,M2表示干扰卫星目的端D的同频干扰信号的个数。
4.如权利要求3所述的星地融合网络的传输链路确定方法,其特征在于,所述将所述目标中继链路确定为所述传输链路的步骤之后包括:
确定所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1
确定所述目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2
将所述目标中继链路中的第一跳链路的信干噪比γzj1与目标中继链路中的第二跳链路的信干噪比γzj2进行比较,取其中的最小值作为所述目标中继链路的信干噪比,表示为:
Figure 558152DEST_PATH_IMAGE019
进一步得到星地融合网络系统的传输链路的信干噪比为:
Figure 121988DEST_PATH_IMAGE020
5.如权利要求4所述的星地融合网络的传输链路确定方法,其特征在于:
基于所述传输链路的信干噪比,计算所述传输链路的吞吐量,并基于所述吞吐量分析所述传输链路的性能是否符合第二预设参考标准;
若所述传输链路的性能符合所述第二预设参考标准,则所述传输链路符合吞吐量要求而被正常使用;
若所述传输链路的性能不符合所述第二预设参考标准,则重新确定传输链路;
其中,第二预设参考标准为吞吐量随着信干噪比的增大而增大的趋势。
6.一种星地融合网络的传输链路系统,其特征在于,所述星地融合网络的传输链路系统包括卫星目的端、手持机源端以及配置多个地面中继端;所述卫星目的端从所述手持机源端接收上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的直传链路;
或者,所述卫星目的端接收由所述手持机源端传输到所述多个地面中继端,并经由所述多个地面中继端辅助传输的上行信号,形成所述星地融合网络的传输链路系统中所述手持机源端和所述卫星目的端之间的多条中继链路;
所述卫星目的端包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的星地融合网络的传输链路的确定程序,所述星地融合网络的传输链路的确定程序被所述处理器执行时,实现如权利要求1-5中任一项所述的星地融合网络的传输链路确定方法的步骤。
7.一种介质,其特征在于,所述介质上存储有星地融合网络的传输链路的确定程序,所述星地融合网络的传输链路的确定程序被处理器执行时,实现如权利要求1-5中任一项所述的星地融合网络的传输链路确定方法的步骤。
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