一种适用于卫星通讯的多闭环功率控制系统以及控制方法与流程

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1.本发明属于卫星通讯技术领域，具体涉及一种适用于卫星通讯的多闭环功率控制系统以及控制方法。


背景技术：

2.移动中的卫星地面站通信系统，简称“动中通”。动中通由卫星自动跟踪系统和卫星通信系统两部分组成，通过动中通系统，车辆、轮船、飞机等移动的载体在运动过程中可实时跟踪卫星等平台，不间断地传递语音、数据、图像等多媒体信息，可满足各种军民用应急通信和移动条件下的多媒体通信的需要。动中通系统很好地解决了各种车辆、轮船等移动载体在运动中通过地球同步卫星，实时不断地传递语音、数据、高清晰的动态视频图像、传真等多媒体信息的难关，是通信领域的一次重大的突破，是当前卫星通信领域需求旺盛、发展迅速的应用领域，在军民两个领域都有极为广泛的发展前景。
3.目前的动中通天线的跟踪都需要基于信标和载波进行跟踪，而信标与载波为卫星根据覆盖区域的需求进行调节控制，天线可以实现对前向信号的跟踪及信号强度的测量，但无法对反向发射链路进行实时监测控制，也就无法精准的对发射功率进行控制。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种适用于卫星通讯的多闭环功率控制系统以及控制方法，本控制系统及控制方法能够对天线反向发射链路的发射功率进行实时检测，根据主站反馈的前向cni、反向cni、反向误包率以及dpd预失真系统来实现对系统链路的发射功率的实时控制，保证系统工作的稳定性。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
6.一种适用于卫星通讯的多闭环功率控制系统，该系统包括有包括天线、卫星调制解调器、dpd预失真分系统、上变频放大器、耦合器、双工器、功分器、下变频低噪放、宽带检测模块、功率控制分系统。
7.进一步地，所述天线与双工器连接。
8.进一步地，所述双工器、下变频低噪放、卫星调制解调器、dpd预失真分系统、上变频放大器、耦合器循环连接。
9.进一步地，所述dpd预失真分系统、上变频放大器、耦合器、功分器循环连接。
10.进一步地，所述功分器、宽带检测模块、功率控制分系统依次连接。
11.进一步地，所述功分器与dpd预失真分系统连接。
12.进一步地，所述卫星调制解调器与功率控制分系统连接。
13.进一步地，所述天线能够实现卫星信号的收发，将卫星调制解调器输出的信号通过天线系统发送至卫星，同时接收卫星下发信息至卫星调制解调器。
14.进一步地，所述卫星调制解调器简称“modem”，能够实现对接收到的卫星信号的解调、要发送信号的调制，同时实现网络管理、业务处理。
15.进一步地，所述dpd预失真分系统是基于功放输出功率值的反馈，实时调整载波输出功率，保证功放处于线性工作区，避免信号出现失真。
16.进一步地，所述上变频放大器是能够将modem输出的l波段信号，经过混频变频至ku波段卫星信号。
17.进一步地，所述耦合器能够将一路微波功率按比例分成几路输出，在本发明中，耦合器能够将一路微波功率分成两路进行输出。
18.进一步地，所述功分器将一路信号分为两路信号输出。
19.进一步地，所述宽带检测模块是基于宽带检测芯片实现对载波输出功率的检测，输出功率电平值。
20.进一步地，所述功率控制分系统是将功率电平值通过adc转换，同时通过相应的判断条件来输出指令到modem。
21.进一步地，所述下变频低噪放是将接收到的卫星信号变频至l波段，并对信号进行放大。
22.本发明还提供一种适用于卫星通讯的多闭环功率控制系统以及控制方法，该控制方法包括：
23.s1:：卫星调制解调器与上变频放大器进行连接；
24.s2：上变频放大器输出端通过耦合器输出两路信号，一路信号与双工器发射端接口连接，输出至天线；一路信号经过功分器将信号进行一分二，其中一路与功率检测模块连接，一路与dpd预失真分系统连接；dpd预失真分系统实现对功率输出非线性失真的控制；功率检测模块对功放输出功率进行实时检测，同时将功率值反馈至主控系统；
25.s3：功率控制分系统实时将功率值通过rs422接口反馈至modem，同时结合卫星主站系统下发至卫星调制解调器的反向cni、反向误报率参数、前向 cni值三个参数来实现对输出功率的控制。
26.进一步地，所述s3中输出功率控制的具体控制步骤包括：
27.s31：功率控制分系统根据前向cni值、rssi值与系统数据库中不同经纬度下的前向理论cni值、rssi值进行比较，判断天线的工作状态；
28.s32：所述s31中天线工作状态正常的情况下，通过检测上变频放大器输出端的功率来判断上变频放大器的工作状态来进行第一级功率控制；
29.s33：在所述s32中检测上变频放大器输出功率的同时，卫星调制解调器根据卫星主站系统反馈的反向cni值与不同经纬度下的反向理论cni值进行比较，来进行第二级功率控制；
30.s34：在系统工作过程中，dpd预失真分系统通过对上变频放大器前端输入信号及上变频放大器后端输出信号的实时采集跟踪，实现对发射功率的第三级功率控制。
31.进一步地，所述s3中第一级功率控制、第二级功率控制、第三级功率控制的方法为动态功率补偿，所述动态功率补偿步骤包括：
32.s101：获取pout、rssi、rx
‑
cni、tx
‑
cni参数的数值；
33.s102：利用s101中的参数进行逻辑运算：(|rssi
‑
rssi
theory
|≤1300)&& (|rx
‑
cni
‑
rx
‑
cni
theory
|≤5)；若表达式的运算结果为true，则进行下一步，
34.s103：利用s101中的参数进行逻辑运算：|tx
‑
cni
‑
tx
‑
cni
theory
|≤5；
35.s104：pmodem与pout通过lut查表比较；
36.s105：pout与lut表中理论值偏差值≥p
threshold
；
37.s106：dpd自动增益控制；
38.s107：根据lut输出功率校正后的信号输出；
39.s108：输出p
theory
，结束。
40.进一步地，所述s102中的表达式运算结果如果为true，则进入步骤s103；如果为false，则功率控制分系统经过modem功率控制自适应调节后，进入s104；
41.进一步地，所述s103中的表达式运算结果如果为true，则直接进入步骤 s104；如果为false，则功率控制分系统经过modem功率控制自适应调节后，进入s104；
42.进一步地，所述s105中lut表中理论值偏差值≥p
threshold
如果判断成立，则进入s106，判断不成立则跳过s106、s107直接进入s108。
43.本发明的有益效果是：本控制系统及控制方法能够对天线反向发射链路的发射功率进行实时检测，根据主站反馈的前向cni、反向cni、反向误包率以及dpd预失真系统来实现对系统链路的发射功率的实时控制，保证系统工作的稳定性。
附图说明
44.图1是本发明的系统结构框图；
45.图2是本发明的获取功率控制分系统相关输入参数的流程图；
46.图3是本发明的功率动态补偿的流程图；
具体实施方式
47.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
48.图1
‑
3所示，本发明的实现如下：
49.一种适用于卫星通讯的多闭环功率控制系统，该系统包括有包括天线、卫星调制解调器、dpd预失真分系统、上变频放大器、耦合器、双工器、功分器、下变频低噪放、宽带检测模块、功率控制分系统。
50.所述天线与双工器连接。
51.所述双工器、下变频低噪放、卫星调制解调器、dpd预失真分系统、上变频放大器、耦合器循环连接。
52.所述dpd预失真分系统、上变频放大器、耦合器、功分器循环连接。
53.所述功分器、宽带检测模块、功率控制分系统依次连接。
54.所述功分器与dpd预失真分系统连接。
55.所述卫星调制解调器与功率控制分系统连接。
56.本实施例还提供一种适用于卫星通讯的多闭环功率控制方法，包括有以下步骤：
57.s201：上变频放大器输出端通过耦合器输出两路信号，其中一路信号与双工器发射端接口连接，一路信号与功率检测模块连接；
58.s202：功率检测模块对上变频放大器输出功率pout进行实时检测，同时将功率对
应的电平值vdec反馈至功率控制分系统；
59.s203：系统对卫星信标信号强度rssi值进行检测，同时将信标强度rssi 值通过spi接口反馈至功率控制分系统；
60.s204：系统正常工作时，modem通过rs422接口将载波调制解调值rx
‑
cni、tx
‑
cni反馈至功率控制分系统。
61.s205：功率控制分系统根据反馈的输出功率电平值vout、rssi值、前向载噪比rx
‑
cni、反向载噪比tx
‑
cni来对系统链路进行检测，并根据附图3控制流程对系统功率进行动态补偿。
62.所述动态功率补充的方法包括以下步骤：
63.s301：获取pout、rssi、rx
‑
cni、tx
‑
cni参数的数值；
64.s302：利用s301中的参数进行逻辑运算：(|rssi
‑
rssi
theory
|≤1300)&& (|rx
‑
cni
‑
rx
‑
cni
theory
|≤5)；若表达式的运算结果为true，则进行下一步，
65.s303：利用s301中的参数进行逻辑运算：|tx
‑
cni
‑
tx
‑
cni
theory
|≤5；
66.s304：pmodem与pout通过lut查表比较；
67.s305：pout与lut表中理论值偏差值≥p
threshold
；
68.s306：dpd自动增益控制；
69.s307：根据lut输出功率校正后的信号输出；
70.s308：输出p
theory
，结束。
71.所述s302中的表达式运算结果如果为true，则进入步骤s303；如果为false，则功率控制分系统经过modem功率控制自适应调节后，进入s304；
72.所述s303中的表达式运算结果如果为true，则直接进入步骤s304；如果为false，则功率控制分系统经过modem功率控制自适应调节后，进入s304；
73.所述s305中lut表中理论值偏差值≥p
threshold
如果判断成立，则进入s306，判断不成立则跳过s306、s307直接进入s308。
74.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。