一种卫星移动通信系统级仿真中端到端链路的仿真方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及通信系统级仿真方法，具体为一种卫星移动通信系统级仿真中端到端 链路的仿真方法。
【背景技术】
[0002] 无线链路是指对无线通信中发送端和接收端之间的通路，是在发送端和接收端之 间的一个看不见的传输链路衔接。在卫星移动通信中，不同种类的收发设备形成了不同种 类的传输链路，由于对链路性能要求不同，需要采用的不同物理层传输技术。
[0003] 我们将端到端链路定义为从信源节点到信宿节点间的链路，运里的信源节点是指 业务离开地面的最后一个节点，而业务此前在陆地通信系统中的处理则不在平台仿真范围 内；同样，信宿节点是指业务进入地面系统的第一个节点，此后业务在陆地通信系统中的处 理则不再平台仿真范围内。
[0004] 端到端链路仿真模块的主要任务是仿真业务从信源节点到信宿节点的传输过程， 包括数据在各个协议层经过的处理W及在物理信道中的传输。端到端链路仿真一方面要再 现目标链路的传输环境，另一方面，需要模拟数据在实际链路中的传输过程。为了对端到端 链路进行建模，我们首先对实际端到端链路的处理过程进行解析，W期建立架构统一、实现 灵活的端到端链路仿真模型。
[0005] 此外，在卫星移动通信系统中，卫星站负责接收来自关口站和多类型终端的业务 请求，并在控制站信令的控制下将数据的转发给目标终端或者目标关口站。星上转发有两 种模式，即透明转发和非透明转发，非透明转发也叫再生处理转发，转发模式是按卫星节点 是否对电波信号做相关协议层处理（即对信号解调译码，然后再编码调制)来划分，例如，卫 星转发器不对无线信号进行协议层处理的转发模式叫透明转发，反之则是非透明转发。另 夕h地面网关对无线信号的处理方式与卫星非透明转发器类似。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种卫星移动通信系统级仿真中端到端 链路的仿真方法，能够动态适应得到各种网络拓扑下、卫星移动通信仿真平台端到端链路 载干噪比。
[0007] 本发明是通过W下技术方案来实现：
[000引一种卫星移动通信系统级仿真中端到端链路的仿真方法，包括如下步骤，
[0009] 步骤1，根据卫星移动通信系统提供的目标端到端链路的ID序列，通过遍历卫星移 动通信系统中的链路链表，获取目标端到端链路结构；
[0010] 步骤2, W目标端到端链路结构中对无线信号进行非透明转发的转发器和地面网 关为分割点，将目标端到端链路分割成若干条中间链路；
[0011] 步骤3, W每一条中间链路中的转发器为分割点，将每一条中间链路分割成若干条 相邻节点间链路；
[0012]步骤4,计算出步骤3中得到的每一条相邻节点间链路的载干噪比；
[OOU]步骤5,根据每一条中间链路的结构W及步骤4中得到的每一条相邻节点间链路的 载干噪比，并计算每一条中间链路的载干噪比；
[0014] 步骤6,根据步骤5中所得中间链路的载干噪比，W及卫星移动通信系统提供的信 号调制和编码方式查误码率表，获得当前仿真时隙的误码率，根据推衍规则得到链路的误 块率，最后存储该结果；由此完成卫星移动通信系统中端到端链路仿真。
[0015] 优选的，步骤1中，通过顺序获取目标端到端链路上接入的所有通信节点ID得到ID 序列，获取目标端到端的结构；所述通信节点IDWX巧的形式表示，其中字符X代表节点类 型，取1、2、3,分别代表卫星站、地面网关站、地面终端;字符Y取0(n到999的自然数编号，代 表的站点的标号。
[0016] 优选的，步骤4中，计算每一条相邻节点间链路的载干噪比包括如下步骤，
[0017]步骤4.1，根据如下公式得至喊相邻节点间链路的载噪比为，
[0018]民]=W + 倘-U'。叫 + 晦-LK . B];
[0019]其中，Pt、Gt分另懐示该相邻节点间链路上发射节点的发射功率和天线增益;Loss 为路径损耗；（G/T)r表示接收节点的品质因数;K为玻尔兹曼常数;B为无线电波带宽；中括 号表不取地值；
[0020]步骤4.2，遍历卫星移动通信系统中的链路链表，做干扰判断并根据上式做干扰计 算，最后根据下式计算该相邻节点间链路的载干比：
[002。间=脚 + 脚-[io巧]+ 阳]-S担 1 试=1{巧丸。]+ [G",J - [1。5却 J + [G化n] };
[0022] 其中，k为其他端到端链路编号，n为端到端链路k中对该相邻节点间链路的干扰链 路编号，k和n均为自然数，M和N分别取k和n的最大取值;Gr为接收节点的接收天线增益； p/t,k,n表示干扰链路发射节点的发射功率;G^t,k,n干扰链路发射节点天线在干扰方向上的 增益;Loss/、。表示信号在干扰链路发射节点到该相邻节点间链路的接收节点之间传输所 经历的损耗;G^r,k,n为该干扰链路接收节点天线在干扰方向上的接收增益；
[0023] 步骤4.3,根据得到该相邻节点间链路的载噪比和载干比，W及如下公式得到该相 邻节点间链路的载干噪比为，
[0025] 进一步，步骤5中，计算每一条中间链路的载干噪比的计算方法由下式确定：
[0027] 其中，J为该中间链路中所包含的节点的个数为。
[0028] 与现有技术相比，本发明具有W下有益的技术效果：
[0029] 本发明提出了一种卫星移动通信系统级仿真中端到端链路仿真的方法。它将端到 端链路按照传输模式和转发器处理信号方式分割成若干条联系更紧密的P2P链路，之后再 一次分割运些P2P链路，使之成为最基本的=类N2N链路，然后分别计算它们各自的链路载 干噪比，最后再将它们按照相应公式整合起来即可。该方法可行之简便有效的统计任何一 条端到端链路的性能参数。另外，由于该方法并没有局限于某一种通信卫星，比如同步轨道 (GEO)卫星、中轨道(MEO)卫星移动和低轨道化EO)卫星，故它能动态适应各种网络拓扑下、 卫星移动通信仿真平台端到端链路的仿真。
【附图说明】
[0030] 图1本发明实例中所述的链路仿真的方法流程框图。
[0031] 图2本发明实例中所述的单跳转发的端到端链路结构框图。
[0032] 图3本发明实例中所述的单跳透明转发链路协议层次结构框图。
[0033] 图4本发明实例中所述的单跳非透明转发链路协议层次结构框图。
[0034] 图5本发明实例中所述的两跳透明转发的端到端链路结构框图。
[0035] 图6本发明实例中所述的两跳透明转发链路协议层次结构框图。
【具体实施方式】
[0036] 下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而 不是限定。
[0037] 为了对运些链路进行建模仿真，我们首先对运几种典型传输模式的链路构成W及 相应数据处理流程进行分析。从后面的分析中我们可W看到，一条端到端(T2T)传输链路通 常由一个或者多个相邻节点间(P2P)的链路构成。考虑到有的节点未对信号做协议处理，运 里的P2P链路也就是中间链路，仅指存在协议处理的相邻节点间的链路，例如在单跳透明转 发链路中，卫星转发器仅对信号进行了功率放大和载频转化处理，而未对信号进行译码接 收，因此其处理过程可W等效为信道的特性。在下面对各种传输模式中端到端链路的描述 将沿用上面关于T2T链路和P2P链路的定义，另外，为了简便起见，我们将一条T2T(或P2P)链 路上两相邻节点之间的链路称为N2N链路，即相邻节点间链路。
[0038] 具体的，本发明一种卫星移动通信系统级仿真中端到端链路仿真的方法，具体步 骤如下：
[0039] 1)根据卫星移动通信系统提供的目标端到端链路的ID序列，通过遍历卫星移动通 信系统中的链路链表，获取目标T2T链路结构，并将其分割成若干P2P链路；
[0040] a)获取T2T链路的结构，仿真中通过顺序获取目标T2T链路上接入的所有通信节点 的ID来实现。节点ID Wx巧的形式表示，其中字符X代表的节点的类型，它可W取1、2、3，分别 代表卫星站、地面网关站、地面终端；字符Y取OOl到999的自然数标号，代表的是站点的标 号，比如ID为3012的节点，表示是标号为012的地面终端。
[0041 ] b)把一条T2T链路分割成若干条P2P链路。
[0042] 下面结合单跳卫星透明转发链路模型、单跳卫星非透明转发链路模型和两跳卫星 透明转发模型的网络拓扑结构、协议层次结构图来具体说明分割的过程。
[0043] 情况一，图2给出了单跳转发的端到端链路结构。
[0044] 单跳转发的端到端链路结构比较简单，数据传递过程可简述为：由