【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及衛星通信，尤其涉及一種衛星頻率計劃排布方法。
技術介紹
1、頻率資源作為星上最寶貴資源之一，其規劃與管理是多波束衛星設計和在軌應用的一個關鍵問題。頻率計劃排布的應用場景體現在兩個方面。
2、首先，在多波束衛星設計階段，頻率計劃排布決定了衛星系統載干比、有效容量等核心性能指標。此外，還影響載荷系統通道數、有源/無源單機的種類與數量等，進而影響系統重量、功耗、熱耗。
3、其次，在多波束衛星在軌應用階段，由于用戶需求的不斷多樣化以及整個壽命周期內在時間、空間上的動態變化，與用戶需求更加匹配的頻率計劃排布方案必須動態生成(根據調整周期顆粒度決定)并上傳至星上載荷。否則，將會導致衛星資源“忙閑不均”，影響衛星資源利用率和用戶服務質量。
4、傳統的多波束衛星頻率計劃排布大多采用均勻的多色頻率復用策略，且判斷波束間是否可以同頻完全取決于空間距離。因此，現有的方法存在兩種重要的缺陷：
5、(1)通用性差，只適用于波束之間用戶需求均衡、帶寬需求統一的場景，而實際場景中用戶需求一般隨地理位置變化而變化，波束之間大多需要靈活的帶寬分配。
6、(2)僅依賴空間距離判斷是否同頻忽略了真實方向圖的輪廓特性。換言之，波束方向圖的輪廓是不規則的，空間距離較遠的一組波束之間的干擾并非一定小于另外一組空間距離較近的波束。
7、因此，亟需一種能夠有效上述現有技術問題的方法。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種衛星頻率計劃排
2、為了實現上述目的，本專利技術提供了一種衛星頻率計劃排布方法，包括步驟：
3、獲取波束目標參數；其中，所述波束目標參數包括波束數量、各波束的下行容量需求、各波束的上行容量需求、下行可用頻段、上行可用頻段、載干比指標、各波束下行增益等值線集合以及各波束上行增益等值線集合；
4、根據所述上行容量需求和所述下行容量需求，分別計算各波束對應的上行帶寬需求和下行帶寬需求；
5、根據所述上行帶寬需求和所述上行可用頻段，計算波束上行分配帶寬組合，以及根據所述下行帶寬需求和所述下行可用頻段，計算波束下行分配帶寬組合；
6、基于所述上行帶寬需求和所述下行帶寬需求，分別從所述波束上行分配帶寬組合和所述波束下行帶寬組合中確定各波束對應的上行分配帶寬和下行分配帶寬；
7、根據預設編碼規則為各波束的上下行可選擇頻段進行字母編碼；
8、構建用于表示波束之間拓撲關系的波束上行拓撲矩陣和波束下行拓撲矩陣；其中，所述波束上行拓撲矩陣和所述波束下行拓撲矩陣中的元素取值為0和1，0表示相對的兩個波束之間不相鄰或不符合預設條件，1表示相對的兩個波束之間符合所述預設條件，所述預設條件為min(-3-x，-3-y)<η+2，其中，x為波束a與波束b的-3db等值線相切的等值線，y為波束b與波束a的-3db等值線相切的等值線，η為所述載干比指標；
9、基于所述上行拓撲矩陣和所述下行拓撲矩陣，通過確保所述元素取值為1的待分配波束之間的頻段編碼不相等且不包含的方式，依次為各波束分配對應的上行頻段和下行頻段；
10、將所分配的所述上行頻段和所述下行頻段的頻段編碼基于所述預設編碼規則進行逆向譯碼，以獲得對應的上行真實頻段和下行真實頻段。
11、進一步的，所述上行帶寬需求基于以下公式計算：
12、所述下行帶寬需求基于以下公式計算：
13、其中，i為波束索引號，i∈{1,2,…,m}，ui為所述上行容量需求，di為所述下行容量需求。
14、進一步的，所述根據所述下行帶寬需求和所述下行可用頻段，計算波束下行分配帶寬組合包括：
15、根據所述下行帶寬需求和所述下行可用頻段，通過公式計算出頻塊數；其中，所述下行可用頻段為[d1，d2]；
16、根據所述頻塊數，通過公式b1＝(d2-d1)/c，計算出第一級帶寬；并通過公式bk＝bk-1/2，計算出各級帶寬，直至第p級帶寬p為大于或等于2的整數；
17、生成由所述各級帶寬構成的波束下行分配帶寬組合。
18、進一步的，所述根據所述上行帶寬需求和所述上行可用頻段，計算波束上行分配帶寬組合包括：
19、根據所述上行帶寬需求和所述上行可用頻段，通過公式計算出頻塊數；其中，所述上行可用頻段為[u1，u2]；
20、根據所述頻塊數，通過公式b1′＝(u2-u1)/c′，計算出第一級帶寬；并通過公式bk′＝bk-1′/2，計算出各級帶寬，直至第q級帶寬q為大于或等于2的整數；
21、生成由所述各級帶寬構成的波束上行分配帶寬組合。
22、進一步的，所述下行可選擇頻段的所述預設編碼規則為：
23、第一級帶寬的左極化頻段d1+(c-1)×b1～d2編碼為fc，右極化頻段d1+(c-1)×b1～d2編碼為-fc，其中c為頻塊數，所述下行可用頻段為[d1，d2]；第二級帶寬的左極化頻段d1+(c-1)×b1～d1+(c-1)×b1+b2編碼為fc_a，右極化頻段d1+(c-1)×b1～d1+(c-1)×b1+b2編碼為-fc_a，左極化頻段d1+(c-1)×b1+b2～d2編碼為fc_b，右極化頻段d1+(c-1)×b1+b2～d2編碼為-fc_b；以此類推，第p級帶寬的左極化頻段編碼為fc_(z)，第p級帶寬的右極化頻段編碼為-fc_(z)，其中，(z)＝z1_..._zp，zp為字母a或字母b；
24、且所述上行可選擇頻段具有與所述下行可選擇頻段相同的所述預設編碼規則。
25、本專利技術所述衛星頻率計劃排布方法能夠適用于多波束衛星系統中涉及多種帶寬需求的場景，帶寬分配更加靈活，此外，只需觀察字母編碼是否相等或存在包含關系，即可確定波束間的同頻關系，更便于設計人員人工復核頻率計劃排布方案；本專利技術還通過實際增益等值線量化波束間的真實隔離度，將隔離度小于載干比門限加2db的波束判為相鄰，不可分配同頻頻段。相比通過波束間距判斷相鄰的方法考慮了天線真實特性，結果更精確。
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1.一種衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，所述上行帶寬需求基于以下公式計算：
3.根據權利要求2所述的衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，所述根據所述下行帶寬需求和所述下行可用頻段，計算波束下行分配帶寬組合包括：
4.根據權利要求2所述的衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，所述根據所述上行帶寬需求和所述上行可用頻段，計算波束上行分配帶寬組合包括：
5.根據權利要求1所述的衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，所述下行可選擇頻段的所述預設編碼規則為：
【技術特征摘要】
1.一種衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，所述上行帶寬需求基于以下公式計算：
3.根據權利要求2所述的衛星頻率計劃排布方法，其特征在于，所述根據所述下行帶寬需求和所述下行可用頻段，計算波束...
【專利技術屬性】
技術研發人員：董贊揚，周業軍，衣龍騰，秦鵬飛，馮瑄，禹航，戚凱強，劉康，王孟，
申請(專利權)人：中國空間技術研究院，
類型：發明
國別省市：
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