一種出站鏈路信息速率自適應(yīng)的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及衛(wèi)星移動通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體而言，設(shè)及衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)出站鏈 路信息速率的控制系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)主要由空間段、地面控制中屯、和用戶段組成，空間段由包含若 干顆衛(wèi)星的衛(wèi)星星座組成，運些衛(wèi)星（出站轉(zhuǎn)發(fā)器、入站轉(zhuǎn)發(fā)器)轉(zhuǎn)發(fā)由地面中屯、站發(fā)出的 出站信號和用戶機發(fā)出的入站信號，具備一定的抗干擾能力。地面控制中屯、完成用戶信號 收發(fā)測量和信息收發(fā)處理，并對整個系統(tǒng)的運行進(jìn)行管理控制。用戶段是指用戶機終端，接 收來自地面控制中屯、的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)W及控制消息，并根據(jù)自身業(yè)務(wù)需求W及出站的控制信令 發(fā)送入站消息，實現(xiàn)定位、定時、短報文通信等功能。
[0003] 對于所有用戶，出站鏈路的信息速率是一致且固定的，即無論信道條件，業(yè)務(wù)需求 或備余量要求，出站鏈路的信息速率都不變。運種信息速率控制方法雖實現(xiàn)簡單，但系統(tǒng)效 率低：由于出站信息速率設(shè)置時，為了保證絕大多數(shù)用戶能接收到出站信號，包括信道條件 較差時也能接收到信號，系統(tǒng)一般留有較大備余量，導(dǎo)致設(shè)置的出站信息速率偏低。然而， 對于出站信道條件好或備余量要求較低的用戶，比如處于海面等無遮擋地區(qū)或位于衛(wèi)星波 束中央的用戶機，可W接收更高出站信息速率的信號。設(shè)置固定的出站信息速率不僅浪費 衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器的發(fā)射功率，也限制了系統(tǒng)出站容量。
[0004] 目前無線通信領(lǐng)域中廣泛采用的鏈路自適應(yīng)方法是閉環(huán)反饋方法，即，該方法需 要網(wǎng)絡(luò)側(cè)和用戶共同完成。由用戶設(shè)備接收并測量下行（出站)信道質(zhì)量，再將該測量值反 饋給網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備（比如基站，地面控制中屯、等），網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備根據(jù)用戶設(shè)備反饋的下行（出 站)信道質(zhì)量，選擇合適的信息速率發(fā)送下行（出站)消息給用戶。用戶側(cè)和網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備按照 此規(guī)律循環(huán)往復(fù)。
[0005] 閉環(huán)反饋方法需要用戶設(shè)備頻繁地反饋下行（出站)信道質(zhì)量指示，運一定程度上 增加了系統(tǒng)的信令開銷，尤其對于入站容量有限的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)而言，運很可能造成 入站擁塞;此外，若系統(tǒng)啟動入站流量抑制，指示出站信道質(zhì)量的入站消息將在一定程度上 被抑制，導(dǎo)致地面控制中屯、不能及時獲取和更新出站信道質(zhì)量。
[0006] 另外，閉環(huán)反饋方法對于傳輸時延較小的系統(tǒng)能較好地自適應(yīng)信道變化，但對于 畑SS衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，尤其是GEO(Geostationary Earth Orbit相對地球靜止軌道)衛(wèi)星 通信系統(tǒng)，信號傳輸時延很大，即，從用戶測量出站信道質(zhì)量，并將測量結(jié)果發(fā)送給地面控 制站，地面控制站再基于測量結(jié)果選擇合適的信息速率發(fā)送出站信號給用戶，最后用戶設(shè) 備接收到出站消息運一往返過程，至少需要0.54秒。換言之，用戶設(shè)備接收到的某一信息速 率的出站信號是基于0.54秒前系統(tǒng)出站信道情況做出的判斷，因此，出站信道質(zhì)量測量值 的時效性較差，將影響到地面控制中屯、對出站信息速率選擇的準(zhǔn)確度。
[0007] 考慮到衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)入站容量低和傳輸時延長的限制，需要改進(jìn)的閉環(huán)反饋 控制方法，使之同時滿足出站信息速率控制的準(zhǔn)確度和入站信令開銷的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 對于衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，為同時滿足用戶機的可靠接收和平均出站速率的提升， 地面控制中屯、有必要根據(jù)各個用戶機出站信道條件，備余量要求的不同，配置不同的出站 信息速率，運也意味著需要用戶機較頻繁地反饋出站信道質(zhì)量，對于入站鏈路容量有限的 系統(tǒng)，運對系統(tǒng)造成了較大負(fù)擔(dān)。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對入站鏈路容量受限的衛(wèi) 星移動通信系統(tǒng)提供一種出站鏈路信息速率自適應(yīng)的方法、裝置及系統(tǒng)，在保證一定出站 鏈路信息速率控制準(zhǔn)確度的同時，盡量降低入站控制信令的開銷。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是，
[0010] -種出站鏈路信息速率自適應(yīng)系統(tǒng)，包括用戶設(shè)備和地面控制中屯、，所述用戶設(shè) 備用于測量和預(yù)估出站信道質(zhì)量，并按照出站信道質(zhì)量報告模式切換單元的指示發(fā)送的出 站信道質(zhì)量給地面控制中屯、，地面控制中屯、用于根據(jù)業(yè)務(wù)類型，用戶反饋的出站信道質(zhì)量 為用戶設(shè)備配置相應(yīng)的出站信息速率；
[0011] 用戶設(shè)備包括出站信號測量單元、出站信道質(zhì)量預(yù)測單元、出站信道質(zhì)量報告模 式切換單元和出站信道質(zhì)量報告發(fā)送單元，出站信號測量單元用于測量接收到的出站信號 功率電平和/或信號質(zhì)量；出站信道質(zhì)量預(yù)測單元，用于根據(jù)出站信號測量單元的輸出結(jié) 果，預(yù)測一定時間內(nèi)的出站信道質(zhì)量；出站信道質(zhì)量報告模式切換單元，用于用戶設(shè)備根據(jù) 由所述出站信號測量單元測量到的出站信道狀態(tài)穩(wěn)定程度W及由用戶設(shè)備接收到的地面 控制中屯、通過出站鏈路廣播的入站流量抑制指示，決定采用的出站信道質(zhì)量報告方式；出 站信道質(zhì)量報告發(fā)送單元，根據(jù)出站信道質(zhì)量報告方式，發(fā)送相應(yīng)的出站信道質(zhì)量報告；
[0012] 地面控制中屯、包括入站信號接收和解析單元W及出站信道信息速率判決單元，所 述入站信號接收和解析單元用于接收用戶設(shè)備發(fā)送的出站信道質(zhì)量報告，分析所述信號載 噪比，并且解析出站信道質(zhì)量報告；出站信道信息速率判決單元用于為用戶設(shè)備配置出站 消息對應(yīng)的信息速率。
[0013] 本發(fā)明所述出站信道質(zhì)量報告模式切換單元所采用的出站信道質(zhì)量報告方式有 =種，分別為主動觸發(fā)模式、被動觸發(fā)模式和周期性發(fā)送模式；
[0014] 當(dāng)出站信道質(zhì)量狀態(tài)在設(shè)定時間內(nèi)穩(wěn)定，即在預(yù)設(shè)時間內(nèi)信道質(zhì)量測量值的方差 小于設(shè)定闊值O，則出站信道質(zhì)量報告模式切換單元指示為主動觸發(fā)模式；當(dāng)出站信道質(zhì)量 報告模式切換單元指示為主動觸發(fā)模式時，只有當(dāng)出站信道質(zhì)量預(yù)測值與最新的出站信道 質(zhì)量測量值的差值超過設(shè)定闊值A(chǔ)時，用戶設(shè)備才向地面控制中屯、發(fā)送出站信道質(zhì)量報 告，所述出站信道質(zhì)量報告為預(yù)設(shè)周期內(nèi)的信道質(zhì)量預(yù)測值;其中所述設(shè)定時間可W為預(yù) 先設(shè)置的固定值，或用戶設(shè)備設(shè)置為K倍的出站信道相干時間K ? TcDh，其中K和TEDh由用戶設(shè) 備出站信號測量單元計算或配置得到；
[0015] 若出站信道質(zhì)量狀態(tài)不穩(wěn)定，即在預(yù)設(shè)時間內(nèi)信道質(zhì)量測量值的方差不小于設(shè)定 闊值0,或存在入站流量抑制指示時，則出站信道質(zhì)量報告模式切換單元指示為被動觸發(fā)模 式；當(dāng)出站信道質(zhì)量報告模式切換單元指示為被動觸發(fā)模式時，用戶設(shè)備根據(jù)地面控制中 屯、的出站指示，發(fā)送出站信道質(zhì)量報告;若地面控制中屯、無指示，則用戶設(shè)備不發(fā)送出站信 道質(zhì)量報告；
[0016] 若出站信道質(zhì)量狀態(tài)不穩(wěn)定，即在預(yù)設(shè)時間內(nèi)信道質(zhì)量測量值的方差不小于設(shè)定 闊值0,且不存在入站流量抑制指示時，則出站信道質(zhì)量報告模式切換單元指示為周期性發(fā) 送模式；當(dāng)出站信道質(zhì)量報告模式切換單元指示為周期性發(fā)送模式時，用戶設(shè)備按預(yù)設(shè)周 期向地面控制中屯、發(fā)送出站信道質(zhì)量報告，所述出站信道質(zhì)量報告為當(dāng)前出站信道質(zhì)量發(fā) 送時刻到下一次發(fā)送時刻的周期內(nèi)出站信道質(zhì)量的預(yù)測值。
[0017] 本發(fā)明所述出站信息速率有2種模式，分別為固定出站信息速率模式和可變出站 信息速率模式；
[0018] 當(dāng)通信模式為廣播或組播時，地面控制中屯、采用固定信息速率，所述固定信息速 率設(shè)置為能夠確保所有用戶設(shè)備都能接收到消息得最低出站信息速率，所述固定信息速率 為預(yù)先配置的信息速率；
[0019] 當(dāng)通信模式為點對點通信時，地面控制中屯、采用可變出站信息速率，即地面控制 中屯、根據(jù)用戶設(shè)備反饋的出站信道質(zhì)量報告，選擇相匹配的出站信息速率，且地面控制中 屯、選擇的出站信息速率不高于用戶設(shè)備反饋的出站信道質(zhì)量報告所獲得的出站信息速率。
[0020] 基于上述出站鏈路信息速率自適應(yīng)系統(tǒng)，本發(fā)明提供一種出站鏈路信息速率自適 應(yīng)方法，包括W下步驟：
[0021] (1)用戶設(shè)備中的出站信號測量單元測量接收到的出站信號功率電平和/或信號 質(zhì)量；
[0022] (2)出站信道質(zhì)量預(yù)測單元根據(jù)出站信號測量單元的輸出結(jié)果，預(yù)測一定時間內(nèi) 的出站信道質(zhì)量；
[0023] (3)出站信道質(zhì)量報告模式切換單元根據(jù)用戶設(shè)備出站信號測量單元測量到的出 站信道狀態(tài)穩(wěn)定程度W及用戶設(shè)備接收到的地面控制中屯、通過出站鏈路廣播的入站流量 抑制指示，決定采用的出站信道質(zhì)量報告方式；
[0024] 當(dāng)出站信道質(zhì)量報告模式切換單元指示為主動觸發(fā)模式時，只有當(dāng)出站信道質(zhì)量 預(yù)測值與最新的出站信道質(zhì)量測量值的差值超過設(shè)定闊值A(chǔ)時，用戶設(shè)備才向地面控制中 屯、發(fā)送出站信道質(zhì)量報告，所述出站信道質(zhì)量報告為預(yù)設(shè)周期內(nèi)的信道質(zhì)量預(yù)測值；
[0025] 當(dāng)出站信道質(zhì)量報告模式切換單元指示為被動觸發(fā)模