CN114513248A - 一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法 - Google Patents

一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法 Download PDF

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CN114513248A CN202210406428.0A CN202210406428A CN114513248A CN 114513248 A CN114513248 A CN 114513248A CN 202210406428 A CN202210406428 A CN 202210406428A CN 114513248 A CN114513248 A CN 114513248A
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Abstract

本发明属于卫星通信系统的传输方法，为解决目前低轨卫星通信系统采用Ka频段进行信号传输易受天气影响的技术问题，提供一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，根据卫星仰角变化范围，以及卫星仰角概率密度函数，推导得到基于卫星仰角变化的雨衰概率密度函数，再根据当前信道状态和雨衰概率密度函数计算得到信道参数值，从而确定信道状态信息，再计算得到当目标误码率为系统目标误码率时，不同信道状态和调制编码方式下的信噪比阈值，再利用自适应调制编码选择算法，将反馈信噪比与计算得到的信噪比阈值进行对比，选出最佳调制编码方式，通过该最佳调制编码方式对信号进行调制编码之后，再进行下一次信号传输。

Description

一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法
技术领域
本发明属于卫星通信系统的传输方法，具体涉及一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法。
背景技术
低轨卫星通信系统具有低时延、高带宽利用率和移动终端低功耗等特点，是未来移动通信技术的发展方向之一。Ka频段(30 /20GHz)以其带宽充裕、通信容量大等优点引起了学者们的广泛关注。然而，采用Ka频段进行信号传输易受天气影响,尤其降雨会造成信道条件恶化。因此，对降雨衰减特性展开研究在星地链路传输信号的性能分析过程中至关重要。
发明内容
本发明为解决目前低轨卫星通信系统采用Ka频段进行信号传输易受天气影响的技术问题，提供一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：
S1，信关站以最低阶调制编码方式发射导频信号；
S2，用户终端接收所述导频信号，并测量所述导频信号的信号强度和用户终端位置信息，并将所述信号强度和用户终端位置信息回传至信关站；
S3，信关站根据卫星的移动轨迹，以及用户终端位置信息，确定卫星仰角变化范围 [
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
]；其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
为最小卫星仰角，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
为最大卫星仰角；
S4，根据卫星仰角变化对传输信号的影响，将卫星仰角变化范围[
Figure 44575DEST_PATH_IMAGE001
]分 为多段，得到与各段对应的多种传输信道；
S5，确定多种调制方式；
S6，确定每种传输信道下各种调制方式误码率为系统目标误码率时对应的信噪比阈值；
S7，根据用户终端收到的所述信号强度、所述用户终端位置信息，确定每种传输信道下各种调制方式对应的信噪比，并分别与经步骤S6确定的对应信噪比阈值进行比较，根据比较结果确定调制方式和传输信道，并将该调制方式和传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式；
或者，通过DAH雨衰模型，计算Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布，得到每种传输信道的信道参数值；根据每种传输信道的信道参数值，建立信道模型，仿真得到每种传输信道下经步骤S5确定的各种调制方式的误码率，通过误码率得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比，并分别与经步骤S6确定的对应信噪比阈值进行比较，根据比较结果确定调制方式和传输信道，并将该调制方式和传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式；
S8，重复执行步骤S1至步骤S7，进行自适应传输。
进一步地，步骤S3具体为：
S3.1，通过下式确定卫星的自转角
Figure DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示地球半径；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
表示卫星到地球的距离；
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示卫星仰角；
S3.2，确定卫星仰角
Figure 288999DEST_PATH_IMAGE008
与单颗卫星绕地运行时间
Figure 187685DEST_PATH_IMAGE009
的关系
单颗卫星绕地运行时间
Figure 757207DEST_PATH_IMAGE009
与地球自转角
Figure DEST_PATH_IMAGE010
之间的关系满足下式：
Figure 625806DEST_PATH_IMAGE011
由正切定理得到卫星仰角
Figure DEST_PATH_IMAGE012
与单颗卫星绕地运行时间
Figure 331594DEST_PATH_IMAGE009
之间的关系式为：
Figure 135602DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE014
，
b=
Figure 192419DEST_PATH_IMAGE015
，
H=
Figure DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 599130DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，
S3.3，根据步骤S3.2中卫星仰角
Figure 159424DEST_PATH_IMAGE012
与单颗卫星绕地运行时间
Figure 134333DEST_PATH_IMAGE009
之间的关系式，得到 最大卫星仰
Figure 946956DEST_PATH_IMAGE019
和最小卫星仰角
Figure 563882DEST_PATH_IMAGE002
，确定卫星仰角变化范围[
Figure DEST_PATH_IMAGE020
]。
进一步地，步骤S3.1中，所述卫星到地球的距离
Figure 978683DEST_PATH_IMAGE007
为778km；
步骤S3.3中，所述最大卫星仰角
Figure 390073DEST_PATH_IMAGE003
为90°，所述最小卫星仰角
Figure 687062DEST_PATH_IMAGE002
为10°；
步骤S4中，所述将卫星仰角变化范围[
Figure 576521DEST_PATH_IMAGE020
]分为多段具体为，将卫星仰角 变化范围[
Figure 642566DEST_PATH_IMAGE020
]按照等时间间隔划分为四段，分别为10°-15°，15°-22°，22°-37°， 37°-90°。
进一步地，步骤S5中，确定的多种调制方式具体为QPSK1/2、8QAM1/2、16QAM1/2、32QAM1/2和64QAM1/2。
进一步地，步骤S7具体为：通过DAH雨衰模型，计算Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布，得到每种传输信道的信道参数值；根据每种传输信道的信道参数值，仿真得到每种传输信道下经步骤S5确定的各种调制方式的误码率，通过误码率得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比，并分别与经步骤S6确定的对应信噪比阈值进行比较，根据比较结果确定调制方式和传输信道，并将该调制方式和传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式；
所述通过DAH雨衰模型，计算Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布具体为：
Sx，根据用户终端位置和星下点之间的夹角，以及可视时间内卫星出现的时间间隔，计算得到卫星仰角概率密度函数；
Sy，通过DAH雨衰模型，根据所述用户终端位置信息，得到各种传输信道的雨衰概率密度函数，结合卫星仰角概率密度函数和各种传输信道的雨衰概率密度函数，得到Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布。
进一步地，步骤Sx具体为：
Sx.1，确定卫星仰角为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
时对应的可视时间内单颗卫星出现的时间间隔
Figure DEST_PATH_IMAGE022
为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
；
Figure DEST_PATH_IMAGE026
表示地球半径与卫星半径之比，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE027
为用户终端位置与星下点之间的夹角，
Figure DEST_PATH_IMAGE028
为卫星仰角为
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE029
时用户终端位置与星下点之间的夹角；
Sx.2，确定卫星仰角
Figure 474124DEST_PATH_IMAGE012
服从的累积分布函数
Figure DEST_PATH_IMAGE030
为：
Figure 464602DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE032
为卫星仰角为
Figure 16806DEST_PATH_IMAGE002
时对应的可视时间内单颗卫星出现的时间间 隔；
Sx.3，通过对所述累积分布函数
Figure 812723DEST_PATH_IMAGE030
进行微分，得到卫星仰角概率密度函数
Figure 831495DEST_PATH_IMAGE033
：
Figure DEST_PATH_IMAGE034
其中，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE035
为卫星仰角为
Figure 165393DEST_PATH_IMAGE002
时用户终端位置与星下点之间的夹角。
进一步地，步骤Sy具体为：
Sy.1，根据用户终端位置的纬度
Figure DEST_PATH_IMAGE036
，通过下式得到等效雨高
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE037
：
Figure DEST_PATH_IMAGE038
Sy.2，通过下式计算传输信号穿过雨区的斜径长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE039
：
Figure DEST_PATH_IMAGE040
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
表示用户终端位置的海拔；
则传输信号穿过雨区的斜径长度
Figure 849184DEST_PATH_IMAGE039
的水平投影
Figure DEST_PATH_IMAGE042
为：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE043
Sy.3，通过下式分别计算得到各种传输信道的雨衰概率密度函数
Figure DEST_PATH_IMAGE044
：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE045
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE046
表示随时间变化的卫星仰角，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE047
表示对数雨衰，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
表示雨衰；
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE049
为
Figure 536825DEST_PATH_IMAGE047
的均值：
Figure DEST_PATH_IMAGE050
其中，
Figure 195339DEST_PATH_IMAGE051
表示降雨率特征，
Figure DEST_PATH_IMAGE052
表示降雨率的标准方差，
Figure 157479DEST_PATH_IMAGE053
为
Figure 317065DEST_PATH_IMAGE047
的方差：
Figure DEST_PATH_IMAGE054
Figure 681050DEST_PATH_IMAGE055
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE056
表示以km为单位的特征距离；
Sy.4，对经步骤Sx.3得到的卫星仰角概率密度函数
Figure 369520DEST_PATH_IMAGE033
，和经步骤Sy.3得到的各 种传输信道的雨衰概率密度函数
Figure 491060DEST_PATH_IMAGE057
进行积分，得到基于卫星仰角变化的雨衰分布
Figure DEST_PATH_IMAGE058
。
进一步地，步骤S6中，所述系统目标误码率为
Figure 657599DEST_PATH_IMAGE059
。
进一步地，步骤S7中，所述根据每种传输信道的信道参数值，仿真得到每种传输信道下经步骤S5确定的各种调制方式的误码率，通过误码率得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比具体为：
Sa，建立信道模型
Sa.1，确定接收信号r(t)的直射分量z(t)和多径分量d(t)之和R(t)的概率密度函 数
Figure DEST_PATH_IMAGE060
：
Figure 879021DEST_PATH_IMAGE061
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE062
表示莱斯因子，
Figure 3971DEST_PATH_IMAGE063
表示接收信号的包络，
Figure DEST_PATH_IMAGE064
表示阴影效应，
Figure 816070DEST_PATH_IMAGE065
表示零阶修正贝 塞尔函数；
衰落信号s(t)的概率密度函数
Figure DEST_PATH_IMAGE066
为：
Figure 51879DEST_PATH_IMAGE067
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE068
＝ln (10)/20，
Figure 390456DEST_PATH_IMAGE069
表示lnS的标准方差，
Figure DEST_PATH_IMAGE070
表示lnS的均值；
Sa.2，对R(t)的概率密度函数
Figure 420729DEST_PATH_IMAGE060
和衰落信号s(t)的概率密度函数
Figure 251282DEST_PATH_IMAGE066
进行积 分，得到接收信号r(t)的概率密度函数
Figure 290782DEST_PATH_IMAGE071
：
Figure DEST_PATH_IMAGE072
；
Sa.3，建立如下的信道模型：
Figure 483866DEST_PATH_IMAGE073
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE074
表示卫星仰角变化的雨衰分布的概率密度函数；
Figure 950620DEST_PATH_IMAGE075
通过将
Figure DEST_PATH_IMAGE076
代入
Figure 737310DEST_PATH_IMAGE058
中的
Figure 583431DEST_PATH_IMAGE026
得到；
Sb，通过以下方式，分别对每种传输通道下各种调制方式的误码率进行仿真，并得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比：
对于8QAM1/2、16QAM1/2、32QAM1/2和64QAM1/2的调制方式，通过下式分别计算误 码率
Figure 37546DEST_PATH_IMAGE077
，并确定信噪比
Figure DEST_PATH_IMAGE078
的范围：
Figure 675201DEST_PATH_IMAGE079
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE080
表示调制阶数，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE081
,
Figure DEST_PATH_IMAGE082
表示q函数；
对于QPSK1/2的调制方式，通过下式分别计算误码率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE083
，并确定信噪比
Figure DEST_PATH_IMAGE084
的范围：
Figure DEST_PATH_IMAGE085
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE086
,k=1,2…M。
进一步地，步骤Sb中还包括步骤Sd，对经步骤Sb计算的误码率进行修正：
对于8QAM1/2、16QAM1/2、32QAM1/2和64QAM1/2的调制方式，通过下式进行修正，得 到总误码率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE087
：
Figure DEST_PATH_IMAGE088
；
对于QPSK1/2的调制方式，通过下式进行修正，得到总误码率
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE089
：
Figure DEST_PATH_IMAGE090
。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，根据卫星仰角变化范围，以及卫星仰角概率密度函数，推导得到基于卫星仰角变化的雨衰概率密度函数，再根据当前信道状态和雨衰概率密度函数计算得到信道参数值，从而确定信道状态信息。另外，根据已确定的信道状态信息，计算得到当目标误码率为系统目标误码率时，不同信道状态和调制编码方式下的信噪比阈值，最后，再利用自适应调制编码选择算法，将反馈信噪比与计算得到的信噪比阈值进行对比，选出最佳调制编码方式，通过该最佳调制编码方式对信号进行调制编码之后，再进行下一次信号传输，能够有效提高空间信息传输的可靠性。
2.本发明中每种传输信道下各种调制方式的信噪比可通过两种方式获得，既可根据用户终端收到的信号强度和用户终端位置信息获得，也可根据雨衰分布，设定系统目标误码率，利用信道参数值计算得到，可在实际使用中，根据需要进行选择。
3.本发明基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，针对接收信号在空间传输受周围环境，尤其是降雨因素影响的问题，建立了针对Ka频段的低轨卫星移动通信信道模型。
4.本发明基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，结合低轨卫星高速移动特点，以及星地链路电波传播特性，通过有效调节，能够有效降低甚至排除天气因素，尤其是雨天对信号传输的影响。
附图说明
图1为本发明基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法流程图；
图2为星地几何关系图；
图3为等效雨高示意图；
图4为实施例中传输信道是雨天10°-15°时五种调制方式的误码率示意图；
图5为实施例中传输信道是雨天15°-22°时五种调制方式的误码率示意图；
图6为实施例中传输信道是雨天22°-37°时五种调制方式的误码率示意图；
图7为实施例中传输信道是雨天37°-90°时五种调制方式的误码率示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
为了解决降雨以及地面传输环境造成通信质量变差的问题，采用自适应调制编码技术 ( AdaptiveModulationandCoding , AMC ),信关站根据用户终端反馈的信噪比来估计当前信道状态,选择最佳调制编码方式。信道条件好时，选择阶数高、纠错能力较弱的调制编码方式；信道条件差时,选择阶数低、纠错能力强的调制编码方式。这种选择方式不仅能保证链路传输的质量,还能最大限度利用Ka频段的频谱资源，保证链路的传输质量。
针对Ka频段卫星通信信号传输易受降雨和地面移动环境影响的问题，结合低轨卫星高速移动特点，以及星地链路电波传播特性，对Ka频段下的低轨卫星信道雨衰分布进行了研究，提出了一种针对Ka频段基于低轨卫星通信系统的自适应编码调制方案。
本发明基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法的主要原理是，信关站作为发送 端，通过低轨卫星与接收端（用户终端）建立了一条卫星链路传输通道，信道编码采用 LDPC 码（Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校验码），选择目前卫星通信系统中5种 常见的MCS（Modulation and Coding Scheme，调制与编码策略），具体为QPSK1/2，8QAM1/2， 16QAM1/2，32QAM1/2 和64QAM1/2。综合考虑降雨以及周围环境因素的影响，根据卫星仰角 变化对传输信号影响程度的不同，将低轨卫星传输信道分为4种情况，即雨天10°-15°、15°- 22°、 22°-37°、37°-90°。设定系统的最大误码率值为 1×
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE091
，计算上述4种传输信道下 的SNR（Signal-Noise Ratio，信噪比）范围，信关站根据用户终端反馈的SNR，通过自适应调 制编码选择算法选择合适的调制编码方式进行信息传输，从而保证系统误码率值始终低于 系统目标误码率，能够有效改善通信系统的传输质量。
如图1所示，是本发明基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法一个实施例的具体步骤：
步骤一，信关站以最低阶调制编码方式发射导频信号，确保信道在恶略环境中的用户接收效果。
步骤二，用户终端接收导频信号，并测量导频信号的信号强度和用户终端位置信息，回传至信关站。
步骤三，信关站根据低轨卫星移动轨迹，以及用户终端位置信息，得到地面用户可接收信号的卫星仰角的变化范围。将范围按等时间间隔分为10°-15°，15°-22°，22°-37°，37°-90°。
如图2所示，为星地几何关系图，图中，
Figure 650985DEST_PATH_IMAGE027
为用户终端位置与星下点之间的夹角， 卫星仰角的计算方法如下：
地球半径 Re＝6378km，卫星到地球的距离h＝778km，θ为地面观察点对卫星的仰 角，由正弦定理可以得到卫星的自转角
Figure 173233DEST_PATH_IMAGE004
为:
Figure DEST_PATH_IMAGE092
(1)
单颗卫星绕地运行的时间 t 与地球自转角之间的关系满足：
Figure DEST_PATH_IMAGE093
(2)
由正切定理得到卫星仰角θ与时间t之间的函数关系为:
Figure 812680DEST_PATH_IMAGE013
(3)
Figure 886815DEST_PATH_IMAGE014
（4）
b=
Figure DEST_PATH_IMAGE094
（5）
H=
Figure 507153DEST_PATH_IMAGE016
（6）
Figure 833092DEST_PATH_IMAGE017
（7）
Figure 120854DEST_PATH_IMAGE018
（8）
通过式( 3 )计算得到地面用户可接收信号的最大卫星仰角为 90°，最小卫星仰角为 10°。把计算得到的仰角范围按照等时间间隔划分为4个部分，每部分对应的仰角值分别为10°-15，15°-22°， 22°-37°，37°-90°。
确定多种调制方式，具体为：QPSK1/2、8QAM1/2、16QAM1/2、32QAM1/2和64QAM1/2。
步骤四，由于卫星仰角的变化会导致雨衰分布中的参数值也随之变化。根据DAH雨衰模型，计算Ka频段下低轨卫星信道仰角变化的雨衰分布，计算4种信道状态下的信道参数值。
其中，雨衰参数分布计算方法如下：
根据用户终端位置信息与星下点之间的夹角，以及可视时间内低轨卫星出现的时 间间隔，计算得到卫星仰角概率密度函数，用户终端位置与星下点之间的夹角
Figure 241256DEST_PATH_IMAGE027
如下所 示:
Figure DEST_PATH_IMAGE095
(9)
其中，
Figure 614469DEST_PATH_IMAGE026
是地球半径
Figure DEST_PATH_IMAGE096
与卫星半径之比，卫星半径等于地球半径
Figure 337574DEST_PATH_IMAGE096
与卫星到地面 的距离h之和。
假设地面用户终端所在地理位置变化不大，每隔一段时间接收来自同一颗卫星发 射的信号，那么可视时间内单颗低轨卫星出现的时间间隔
Figure 355209DEST_PATH_IMAGE022
满足：
Figure DEST_PATH_IMAGE097
]，
Figure DEST_PATH_IMAGE098
(10)
于是，卫星仰角服从的累积分布函数
Figure 239988DEST_PATH_IMAGE030
为:
Figure DEST_PATH_IMAGE099
(11)
对计算求得的累积分布函数进行微分，得到如式(12)所示卫星仰角的概率密度函 数
Figure 569338DEST_PATH_IMAGE033
：
Figure DEST_PATH_IMAGE100
(12)
其中，仰角的最小值
Figure DEST_PATH_IMAGE101
和最大值
Figure DEST_PATH_IMAGE102
分别对应前文按等时间间隔所划分得到 的 4 部分卫星仰角区间的最小值与最大值。
信号穿过雨区到达地面的斜径示意图如图3所示，根据信号穿过雨区的斜径长度与卫星仰角函数的关系，计算得到雨衰分布参数值。
首先，根据地面用户终端所处位置的纬度计算等效雨高
Figure 173100DEST_PATH_IMAGE037
：
Figure DEST_PATH_IMAGE103
(13)
假设用户终端所处位置的海拔为
Figure 904296DEST_PATH_IMAGE041
，由式(13)计算得到等效雨高
Figure 897659DEST_PATH_IMAGE037
，用户终端可 接收信号的最小卫星仰角为
Figure DEST_PATH_IMAGE104
，则传输信号穿过雨区的斜径长度
Figure 448726DEST_PATH_IMAGE039
如式(14)所示：
Figure 44793DEST_PATH_IMAGE040
,
Figure 302599DEST_PATH_IMAGE105
(14)
倾斜路径
Figure 935706DEST_PATH_IMAGE039
的水平投影
Figure 770806DEST_PATH_IMAGE042
如式(15)所示:
Figure 780351DEST_PATH_IMAGE043
(15)
然后，再分别计算得到 10°-15°，15°-22°，22°-37°，以及37°-90°这4个仰角范围下的雨衰概率密度函数，如式(16)所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE106
(16)
其中，
Figure 486139DEST_PATH_IMAGE107
为随时间变化的卫星仰角，
Figure 680359DEST_PATH_IMAGE047
为对数雨衰，
Figure DEST_PATH_IMAGE108
和
Figure 346964DEST_PATH_IMAGE053
分别为
Figure 287763DEST_PATH_IMAGE047
的均值和方差，对于不同卫星仰角，
Figure 254582DEST_PATH_IMAGE108
和
Figure 354125DEST_PATH_IMAGE053
的取值不同，可根据斜径在水平的投影
Figure 304763DEST_PATH_IMAGE109
与降雨率的标准方差的关系来计算。
Figure DEST_PATH_IMAGE110
(17)
Figure DEST_PATH_IMAGE111
(18)
其中，G是以km为单位的特征距离，本实施例中取0.75，
Figure 984006DEST_PATH_IMAGE109
表示倾斜路径在水平方 向的投影长，
Figure DEST_PATH_IMAGE112
表示降雨率
Figure DEST_PATH_IMAGE113
的标准方差，系数
Figure 992283DEST_PATH_IMAGE026
和b分别表示与极化方式以及卫星仰角 相关的两个参数，
Figure DEST_PATH_IMAGE114
H的计算公式如式(19)所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE115
(19)
表1中示出了不同卫星仰角下的雨衰分布参数值：
表1不同卫星仰角下的雨衰分布参数值
Figure 465989DEST_PATH_IMAGE116
把计算得到的卫星仰角概率密度函数
Figure DEST_PATH_IMAGE117
和雨衰分布参数值
Figure 231820DEST_PATH_IMAGE044
进行积分，得 到基于卫星仰角变化的雨衰分布：
Figure DEST_PATH_IMAGE118
(20)
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE119
和
Figure DEST_PATH_IMAGE120
分别对应按等时间间隔所划得的 4 部分卫星仰角区间的最小值与 最大值。
步骤五，设定系统目标误码率为 1×
Figure 45580DEST_PATH_IMAGE091
，根据已经确定的信道的信道参数，仿 真出4种信道条件下已选5 种调制方式的误码率，并据此确定对应的信噪比范围，再确定每 种调制方式下误码率为 1×
Figure 986991DEST_PATH_IMAGE091
时对应的信噪比阈值。
其中，确定信噪比范围的方法如下：
信号在地面传输时易受多径效应和阴影效应的影响，考虑到地面用户的移动速度相比低轨卫星的移动速度可忽略不计，将其看作静止状态，即将地面用户的周围环境视为单状态。既适用于乡村又适用于城区的经典单状态信道模型，是Corazza模型，其又称为全阴影概率模型，即直射信号和多径信号均受到阴影效应的影响。接收信号r(t)满足:
r(t)=[z(t)+d(t)]·s(t)=R(t)·s(t) (21)
其中，z(t)是直射分量，d(t)是多径分量，s(t)为两种信号分量受阴影效应影响产生的衰落，既含直射信号又含多径信号R(t)的概率密度函数(PDF），服从莱斯分布，如式(22)所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE121
(22)
其中，r表示接收信号的包络，S代表阴影效应， I为零阶修正贝塞尔函数，K为莱斯因子，衰落信号 s (t )的PDF服从对数正态分布，如式( 23 )所示:
Figure DEST_PATH_IMAGE122
(23)
其中，
Figure 897178DEST_PATH_IMAGE068
＝ln (10)/20，
Figure 415884DEST_PATH_IMAGE070
为InS的均值，
Figure 109034DEST_PATH_IMAGE123
是lnS的标准方差。
将式(22)和式(23)进行积分，得到接收信号r(t)的PDF如式(25)所示：
Figure 29585DEST_PATH_IMAGE072
(24)
假设在空间段传输的信号和在地面段传输的信号彼此相互独立，则综合信道模型为:
Figure 782777DEST_PATH_IMAGE073
(25)
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE124
表示信号在空间段传输时在卫星仰角变化下降雨对信号造成的衰 减，如式(20)所示，
Figure 257621DEST_PATH_IMAGE125
表示在地面段传输时移动环境对信号造成的衰减，如式( 24 )所 示。
信道编码采用LDPC码，选择的5种MCS分别为: QPSK1/2，8QAM1/2，16QAM1 /2，32QAM1/2，64QAM1/2
对于M-QAM调制，误码率如式(26)所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE126
(26)
其中，
Figure 347937DEST_PATH_IMAGE127
，M表述调制阶数，
Figure DEST_PATH_IMAGE128
表示q函数。
对于 M-PSK 调制，误码率如式(27)：
Figure 857416DEST_PATH_IMAGE129
(27)
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE130
。
综合考虑多种因素，可对误码率进行修正，通过如下方式进行修正：
M-QAM调制，系统的总误码率如（28）：
Figure 640564DEST_PATH_IMAGE131
(28)
M-PSK调制，系统的总误码率如（29）：
Figure DEST_PATH_IMAGE132
(29)
根据M-QAM 和 M-PSK 的误码率公式，分别对4种不同信道状态下对5种调制方案进行了仿真，仿真参数设置参见表3，仿真结果如图4到图7所示,信道参数值如表 2 所列：
表2雨天信道参数取值表
Figure DEST_PATH_IMAGE133
表3 仿真参数设置表
Figure 74475DEST_PATH_IMAGE134
步骤六，信关站将反馈的信噪比与步骤五仿真出的5种调制方式的信噪比阈值做对比，判断当下的信噪比属于哪种调制方式范围，并将该调制编码方式，以及传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式。
根据系统误码率仿真结果，分别计算在 4种信道状态的每种调制方式下使得系统 目标误码率BER=
Figure DEST_PATH_IMAGE135
的信噪比阈值，具体计算结果如表4所列：
表4雨天阴影衰落信道信噪比阈值
Figure 968482DEST_PATH_IMAGE136
实际应用中，接收端根据发射端发送的信号，估计当前传输信道的信噪比，并将估计出的信噪比反馈给发射端，发射端将反馈的信噪比值与表 4 中的 5 种 MCS 信噪比阈值进行对比，判断反馈的信噪比值属于哪一个区间，从而选择合适的调制编码方式对信号进行调制编码。
在本发明的其他实施例中，还可以根据用户终端收到的所述信号强度、所述用户终端位置信息，确定每种传输信道下各种调制方式对应的信噪比，并分别与对应信噪比阈值进行比较，根据比较结果确定调制方式和传输信道，并将该调制方式和传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式。
低轨卫星自适应传输方案有效解决了因降雨、地面移动环境以及卫星移动性三方面因素导致的传输信号严重衰减的问题，有效降低了系统误码率，改善了Ka频段的移动卫星通信系统的通信质量。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，信关站以最低阶调制编码方式发射导频信号；
S2，用户终端接收所述导频信号，并测量所述导频信号的信号强度和用户终端位置信息，并将所述信号强度和用户终端位置信息回传至信关站；
S3，信关站根据卫星的移动轨迹，以及用户终端位置信息，确定卫星仰角变化范围[
Figure DEST_PATH_IMAGE001
]；其中，
Figure 908306DEST_PATH_IMAGE002
为最小卫星仰角，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为最大卫星仰角；
S4，根据卫星仰角变化对传输信号的影响，将卫星仰角变化范围[
Figure 887764DEST_PATH_IMAGE001
]分为多 段，得到与各段对应的多种传输信道；
S5，确定多种调制方式；
S6，确定每种传输信道下各种调制方式误码率为系统目标误码率时对应的信噪比阈值；
S7，根据用户终端收到的所述信号强度、所述用户终端位置信息，确定每种传输信道下各种调制方式对应的信噪比，并分别与经步骤S6确定的对应信噪比阈值进行比较，根据比较结果确定调制方式和传输信道，并将该调制方式和传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式；
或者，通过DAH雨衰模型，计算Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布，得到每种传输信道的信道参数值；根据每种传输信道的信道参数值，建立信道模型，仿真得到每种传输信道下经步骤S5确定的各种调制方式的误码率，通过误码率得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比，并分别与经步骤S6确定的对应信噪比阈值进行比较，根据比较结果确定调制方式和传输信道，并将该调制方式和传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式；
S8，重复执行步骤S1至步骤S7，进行自适应传输。
2.如权利要求1所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于，步骤S3具体为：
S3.1，通过下式确定卫星的自转角
Figure 260976DEST_PATH_IMAGE004
：
Figure 921765DEST_PATH_IMAGE005
其中，
Figure 204978DEST_PATH_IMAGE006
表示地球半径；
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示卫星到地球的距离；
Figure 89758DEST_PATH_IMAGE008
表示卫星仰角；
S3.2，确定卫星仰角
Figure 950266DEST_PATH_IMAGE008
与单颗卫星绕地运行时间
Figure DEST_PATH_IMAGE009
的关系
单颗卫星绕地运行时间
Figure 945904DEST_PATH_IMAGE009
与地球自转角
Figure 83625DEST_PATH_IMAGE010
之间的关系满足下式：
Figure DEST_PATH_IMAGE011
由正切定理得到卫星仰角
Figure 927254DEST_PATH_IMAGE012
与单颗卫星绕地运行时间
Figure 150425DEST_PATH_IMAGE009
之间的关系式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
其中，
Figure 949754DEST_PATH_IMAGE014
，
b=
Figure 801035DEST_PATH_IMAGE015
，
H=
Figure 699721DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
，
Figure 3663DEST_PATH_IMAGE018
，
S3.3，根据步骤S3.2中卫星仰角
Figure 544366DEST_PATH_IMAGE012
与单颗卫星绕地运行时间
Figure 781312DEST_PATH_IMAGE009
之间的关系式，得到最大 卫星仰角
Figure 585320DEST_PATH_IMAGE003
和最小卫星仰角
Figure 642138DEST_PATH_IMAGE002
，确定卫星仰角变化范围[
Figure 189794DEST_PATH_IMAGE001
]。
3.如权利要求2所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于：步骤S5中，确定的多种调制方式具体为QPSK1/2、8QAM1/2、16QAM1/2、32QAM1/2和64QAM1/2。
4.如权利要求3所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于，步骤S7具体为：通过DAH雨衰模型，计算Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布，得到每种传输信道的信道参数值；根据每种传输信道的信道参数值，仿真得到每种传输信道下经步骤S5确定的各种调制方式的误码率，通过误码率得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比，并分别与经步骤S6确定的对应信噪比阈值进行比较，根据比较结果确定调制方式和传输信道，并将该调制方式和传输信道，作为下一次信号传输采用的调制编码方式；
所述通过DAH雨衰模型，计算Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布具体为：
Sx，根据用户终端位置和星下点之间的夹角，以及可视时间内卫星出现的时间间隔，计算得到卫星仰角概率密度函数；
Sy，通过DAH雨衰模型，根据所述用户终端位置信息，得到各种传输信道的雨衰概率密度函数，结合卫星仰角概率密度函数和各种传输信道的雨衰概率密度函数，得到Ka频段下基于卫星仰角变化的雨衰分布。
5.如权利要求4所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于，步骤Sx具体为：
Sx.1，确定卫星仰角为
Figure DEST_PATH_IMAGE019
时对应的可视时间内单颗卫星出现的时间间隔
Figure 750088DEST_PATH_IMAGE020
为：
Figure DEST_PATH_IMAGE021
其中，
Figure 380790DEST_PATH_IMAGE022
，
Figure DEST_PATH_IMAGE023
；
Figure 396675DEST_PATH_IMAGE024
表示地球半径与卫星半径之比，
Figure DEST_PATH_IMAGE025
为用户终端位置与星下点之间的夹角，
Figure 75918DEST_PATH_IMAGE026
为卫星仰角为
Figure 897243DEST_PATH_IMAGE003
时用户终端位置与星下点之间的夹角；
Sx.2，确定卫星仰角
Figure 105371DEST_PATH_IMAGE012
服从的累积分布函数
Figure DEST_PATH_IMAGE027
为：
Figure 605622DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
为卫星仰角为
Figure 822977DEST_PATH_IMAGE002
时对应的可视时间内单颗卫星出现的时间间隔；
Sx.3，通过对所述累积分布函数
Figure 889022DEST_PATH_IMAGE027
进行微分，得到卫星仰角概率密度函数
Figure 471313DEST_PATH_IMAGE030
：
Figure DEST_PATH_IMAGE031
其中，
Figure 255598DEST_PATH_IMAGE032
为卫星仰角为
Figure 948748DEST_PATH_IMAGE002
时用户终端位置与星下点之间的夹角。
6.如权利要求5所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于，步骤Sy具体为：
Sy.1，根据用户终端位置的纬度
Figure DEST_PATH_IMAGE033
，通过下式得到等效雨高
Figure 806982DEST_PATH_IMAGE034
：
Figure DEST_PATH_IMAGE035
Sy.2，通过下式计算传输信号穿过雨区的斜径长度
Figure 153650DEST_PATH_IMAGE036
：
Figure DEST_PATH_IMAGE037
其中，
Figure 428161DEST_PATH_IMAGE038
表示用户终端位置的海拔；
则传输信号穿过雨区的斜径长度
Figure 925001DEST_PATH_IMAGE036
的水平投影
Figure DEST_PATH_IMAGE039
为：
Figure 903322DEST_PATH_IMAGE040
Sy.3，通过下式分别计算得到各种传输信道的雨衰概率密度函数
Figure 686470DEST_PATH_IMAGE041
：
Figure 55134DEST_PATH_IMAGE042
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE043
表示随时间变化的卫星仰角，
Figure 480299DEST_PATH_IMAGE044
表示对数雨衰，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
表示雨衰；
Figure 844285DEST_PATH_IMAGE046
为
Figure 408121DEST_PATH_IMAGE044
的均值：
Figure DEST_PATH_IMAGE047
其中，
Figure 857557DEST_PATH_IMAGE048
表示降雨率特征，
Figure DEST_PATH_IMAGE049
表示降雨率的标准方差，
Figure 289675DEST_PATH_IMAGE050
为
Figure 445850DEST_PATH_IMAGE044
的方差：
Figure 836380DEST_PATH_IMAGE051
Figure 914058DEST_PATH_IMAGE052
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE053
表示以km为单位的特征距离；
Sy.4，对经步骤Sx.3得到的卫星仰角概率密度函数
Figure 152797DEST_PATH_IMAGE030
，和经步骤Sy.3得到的各种传输 信道的雨衰概率密度函数
Figure 491374DEST_PATH_IMAGE054
进行积分，得到基于卫星仰角变化的雨衰分布
Figure DEST_PATH_IMAGE055
。
7.如权利要求6所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于：步骤 S6中，所述系统目标误码率为
Figure 521647DEST_PATH_IMAGE056
。
8.如权利要求7所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于，步骤S7中，所述根据每种传输信道的信道参数值，仿真得到每种传输信道下经步骤S5确定的各种调制方式的误码率，通过误码率得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比具体为：
Sa，建立信道模型
Sa.1，确定接收信号r(t)的直射分量z(t)和多径分量d(t)之和R(t)的概率密度函数
Figure 883358DEST_PATH_IMAGE057
：
Figure 63804DEST_PATH_IMAGE058
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE059
表示莱斯因子，
Figure 991309DEST_PATH_IMAGE060
表示接收信号的包络，
Figure DEST_PATH_IMAGE061
表示阴影效应，
Figure 926904DEST_PATH_IMAGE062
表示零阶修正贝塞 尔函数；
衰落信号s(t)的概率密度函数
Figure DEST_PATH_IMAGE063
为：
Figure 572649DEST_PATH_IMAGE064
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE065
＝ln (10)/20，
Figure 681419DEST_PATH_IMAGE066
表示lnS的标准方差，
Figure DEST_PATH_IMAGE067
表示lnS的均值；
Sa.2，对R(t)的概率密度函数
Figure 463430DEST_PATH_IMAGE057
和衰落信号s(t)的概率密度函数
Figure 242030DEST_PATH_IMAGE063
进行积分，得 到接收信号r(t)的概率密度函数
Figure 920878DEST_PATH_IMAGE068
：
Figure DEST_PATH_IMAGE069
；
Sa.3，建立如下的信道模型：
Figure 36602DEST_PATH_IMAGE070
其中，
Figure 345223DEST_PATH_IMAGE071
表示卫星仰角变化的雨衰分布的概率密度函数；
Figure 91462DEST_PATH_IMAGE072
通过将
Figure DEST_PATH_IMAGE073
代入
Figure 446220DEST_PATH_IMAGE055
中的
Figure 896793DEST_PATH_IMAGE045
得到；
Sb，通过以下方式，分别对每种传输通道下各种调制方式的误码率进行仿真，并得到每种传输信道下各种调制方式的信噪比：
对于8QAM1/2、16QAM1/2、32QAM1/2和64QAM1/2的调制方式，通过下式分别计算误码率
Figure 794342DEST_PATH_IMAGE074
，并确定信噪比
Figure DEST_PATH_IMAGE075
的范围：
Figure 508220DEST_PATH_IMAGE076
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE077
表示调制阶数，
Figure 615854DEST_PATH_IMAGE078
,
Figure DEST_PATH_IMAGE079
表示q函数；
对于QPSK1/2的调制方式，通过下式分别计算误码率
Figure 870117DEST_PATH_IMAGE080
，并确定信噪比
Figure DEST_PATH_IMAGE081
的范 围：
Figure 215648DEST_PATH_IMAGE082
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE083
,k=1,2…M。
9.如权利要求8所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于：步骤Sb中还包括步骤Sd，对经步骤Sb计算的误码率进行修正：
对于8QAM1/2、16QAM1/2、32QAM1/2和64QAM1/2的调制方式，通过下式进行修正，得到总 误码率
Figure 38111DEST_PATH_IMAGE084
：
Figure 104811DEST_PATH_IMAGE085
；
对于QPSK1/2的调制方式，通过下式进行修正，得到总误码率
Figure 569291DEST_PATH_IMAGE086
：
Figure DEST_PATH_IMAGE087
。
10.如权利要求1至9任一所述一种基于低轨卫星通信系统的自适应传输方法，其特征在于：
步骤S3.1中，所述卫星到地球的距离
Figure 769328DEST_PATH_IMAGE088
为778km；
步骤S3.3中，所述最大卫星仰角
Figure DEST_PATH_IMAGE089
为90°，所述最小卫星仰角
Figure 90588DEST_PATH_IMAGE090
为10°；
步骤S4中，所述将卫星仰角变化范围[
Figure DEST_PATH_IMAGE091
]分为多段具体为，将卫星仰角变化范 围[
Figure 907234DEST_PATH_IMAGE091
]按照等时间间隔划分为四段，分别为10°-15°，15°-22°，22°-37°，37°-90°。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115276756A (zh) * 2022-06-21 2022-11-01 重庆邮电大学 一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法
CN115733537A (zh) * 2022-08-15 2023-03-03 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种计算降雨时低轨卫星通信最小可用仰角的方法及装置
CN115833914A (zh) * 2022-11-24 2023-03-21 中国人民解放军96901部队25分队 一种qpsk调制信号传输自动调整编码方法及通信系统
CN116389360A (zh) * 2023-06-02 2023-07-04 鹏城实验室 数据传输链路优化方法、装置、设备及存储介质
CN116633423A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 成都本原星通科技有限公司 一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法
CN117294341A (zh) * 2023-09-21 2023-12-26 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院 一种卫星宽带通信链路可靠性保障方法及装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020058505A1 (en) * 2000-10-11 2002-05-16 Kim Soo Young Rain attenuation compensation method using adaptive transmission technique and system using the same
US20140266867A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Northrop Grumman Systems Corporation Adaptive coded modulation in low earth orbit satellite communication system
CN109379167A (zh) * 2018-09-30 2019-02-22 北京空间飞行器总体设计部 近地遥感卫星自适应可变编码调制数据传输系统及方法
CN111181692A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 东方红卫星移动通信有限公司 一种低轨卫星部分信道信息自适应编码调制方法
CN112511216A (zh) * 2020-11-27 2021-03-16 西安空间无线电技术研究所 一种低轨卫星的自适应编码调制方法及系统
CN112910537A (zh) * 2020-11-13 2021-06-04 中国空间技术研究院 一种确定卫星通信自适应编码调制方式的方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020058505A1 (en) * 2000-10-11 2002-05-16 Kim Soo Young Rain attenuation compensation method using adaptive transmission technique and system using the same
US20140266867A1 (en) * 2013-03-13 2014-09-18 Northrop Grumman Systems Corporation Adaptive coded modulation in low earth orbit satellite communication system
CN109379167A (zh) * 2018-09-30 2019-02-22 北京空间飞行器总体设计部 近地遥感卫星自适应可变编码调制数据传输系统及方法
CN111181692A (zh) * 2019-12-31 2020-05-19 东方红卫星移动通信有限公司 一种低轨卫星部分信道信息自适应编码调制方法
CN112910537A (zh) * 2020-11-13 2021-06-04 中国空间技术研究院 一种确定卫星通信自适应编码调制方式的方法及装置
CN112511216A (zh) * 2020-11-27 2021-03-16 西安空间无线电技术研究所 一种低轨卫星的自适应编码调制方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王中果 等: "低轨遥感卫星Ka频段自适应编码调制应用效能分析", 《航天器工程》 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115276756A (zh) * 2022-06-21 2022-11-01 重庆邮电大学 一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法
CN115276756B (zh) * 2022-06-21 2023-09-26 重庆邮电大学 一种保障服务质量的低轨卫星星座优化设计方法
CN115733537A (zh) * 2022-08-15 2023-03-03 重庆两江卫星移动通信有限公司 一种计算降雨时低轨卫星通信最小可用仰角的方法及装置
CN115833914A (zh) * 2022-11-24 2023-03-21 中国人民解放军96901部队25分队 一种qpsk调制信号传输自动调整编码方法及通信系统
CN116389360A (zh) * 2023-06-02 2023-07-04 鹏城实验室 数据传输链路优化方法、装置、设备及存储介质
CN116389360B (zh) * 2023-06-02 2023-08-25 鹏城实验室 数据传输链路优化方法、装置、设备及存储介质
CN116633423A (zh) * 2023-07-24 2023-08-22 成都本原星通科技有限公司 一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法
CN116633423B (zh) * 2023-07-24 2023-10-13 成都本原星通科技有限公司 一种基于可重构智能表面的低轨卫星辅助通信方法
CN117294341A (zh) * 2023-09-21 2023-12-26 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院 一种卫星宽带通信链路可靠性保障方法及装置
CN117294341B (zh) * 2023-09-21 2024-04-30 中国人民解放军军事科学院系统工程研究院 一种卫星宽带通信链路可靠性保障方法及装置

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CN114513248B (zh) 2022-08-05

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