一种低轨卫星通信系统的同频干扰表征方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113691332A(43)申请公布日2021.11.23(21)申请号202111062461.8(22)申请日2021.09.10(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人张海君彭欢刘向南邱宇隆克平盛敏黄颖李伟米振强(74)专利代理机构北京市广友专利事务所有限责任公司11237代理人张仲波付忠林(51)Int.Cl.H04B17/345(2015.01)H04B17/391(2015.01)H04B17/40(2015.01)H04B7/185(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图3页(54)发明名称一种低轨卫星通信系统的同频干扰表征方法及装置(57)摘要本发明公开了一种低轨卫星通信系统的同频干扰表征方法及装置，该方法包括：构建低轨卫星通信系统模型；其中，低轨卫星通信系统模型包括多颗卫星和多个地面终端，多颗卫星根据轨道高度被划分为多层；以单个卫星的位置信息为矩阵元素，建立各层卫星的时空位置模型矩阵；基于时空位置模型矩阵和目标终端的位置信息，确定可能对目标终端形成同频干扰的卫星，得到可能对目标终端形成干扰的卫星集合；计算出目标终端的接入容量；同时研究卫星覆盖区内终端上行链路对卫星的同频干扰，给出干扰因子的定义对覆盖区内终端上行链路的同频干扰进行表征，计算出卫星的平均容量。本发明可为星座干扰规避，系统用频规则和星座设计等技术研究提供指导意义。CN113691332ACN113691332A权利要求书1/3页1.一种低轨卫星通信系统的同频干扰表征方法，其特征在于，包括：构建低轨卫星通信系统模型；其中，所述低轨卫星通信系统模型包括多颗卫星和与所述卫星进行通信的多个地面终端，所述多颗卫星根据轨道高度被划分为多层，每层均包括多颗卫星；所述多个地面终端符合齐次泊松点分布；以单个卫星的位置信息为矩阵元素，建立各层卫星的时空位置模型矩阵；基于所述时空位置模型矩阵和目标终端的位置信息，确定可能对所述目标终端形成同频干扰的卫星，得到可能对所述目标终端形成干扰的卫星集合；基于所述卫星集合，确定目标终端受到的干扰，计算出所述目标终端的接入容量；同时确定卫星覆盖区内目标终端上行链路对卫星的同频干扰，并给出干扰因子的定义对低轨卫星覆盖区目标终端上行链路的同频干扰进行表征，计算出卫星的平均容量。2.如权利要求1所述的低轨卫星通信系统的同频干扰表征方法，其特征在于，所述建立各层卫星的时空位置模型矩阵，包括：以单个卫星的编号信息为元素，构建分层编队矩阵模型；其中，所述编号信息包括卫星所在层的层号，在当前层内的轨道号和在当前轨道内的位置编号；基于所述分层编队矩阵模型对各卫星进行位置建模，并转化为地球中心下的笛卡尔坐标系内的单个卫星的位置信息，得到各层卫星的时空位置模型矩阵。3.如权利要求1所述的低轨卫星通信系统的同频干扰表征方法，其特征在于，基于所述时空位置模型矩阵和目标终端的位置信息确定可能对所述目标终端形成同频干扰的卫星，得到可能对所述目标终端形成干扰的卫星集合，包括：基于目标卫星所在层对应的时空位置模型矩阵和目标终端的位置信息，计算出所述目标终端与所述目标卫星所在层的其他各卫星之间的距离；当与所述目标卫星位于同一层的卫星与所述目标终端之间的距离小于第一门限值时，确定当前卫星为可能对所述目标终端形成同频干扰的卫星，得到与所述目标卫星位于同一层的可能对所述目标终端形成干扰的第一卫星集合；基于不包括目标卫星的其它层对应的时空位置模型矩阵和目标终端的位置信息，计算出所述目标终端与所述其它层中的各卫星之间的距离；当所述其它层的卫星与所述目标终端之间的距离小于第二门限值时，确定当前卫星为可能对所述目标终端形成同频干扰的卫星，得到所述其它层中可能对所述目标终端形成干扰的第二卫星集合。4.如权利要求3所述的低轨卫星通信系统的同频干扰表征方法，其特征在于，基于所述卫星集合，确定目标终端受到的干扰，计算出所述目标终端的接入容量；同时确定卫星覆盖区内目标终端上行链路对卫星的同频干扰，并给出干扰因子的定义对低轨卫星覆盖区目标终端上行链路的同频干扰进行表征，计算出卫星的平均容量，包括：计算出星地链路的信道增益，并基于所述信道增益对所述第一卫星集合内的各卫星对所述目标终端的干扰进行整合求解，得到单层系统内同频干扰；对所述第二卫星集合内的各卫星对所述目标终端的干扰进行整合求解，计算出层间系统内同频干扰；基于单层系统内同频干扰和层间系统内同频干扰，确定平均干扰，得到所述目标终端的接入容量；2CN113691332A权利要求书2/3页给出干扰因子的定义对低轨卫星通信系统的同频干扰进行表征，计算出单星的平均容量。5.如权利要求4所述的低轨卫星通信系统的同频干扰表征方