用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法技术

本发明专利技术公开了一种用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法，属于卫星通信领域。本发明专利技术针对战斗机、直升机、潜艇等有人作战武器平台以及无人机、无人艇、无人坦克、浮标、导弹等无人作战武器平台，在单独作战、蜂群作战或广域协同作战等场景下，对卫星通信系统的高实时、高安全和高效率的信息传输需求，通过认知平台物理特性、解析平台需求特性和感知信道环境特性，实时调整传输波形的参数，高效率分配“功率、带宽、波束和时隙”等4种通信资源，实现各种平台的高效、实时和安全通信。实时和安全通信。实时和安全通信。

【技术实现步骤摘要】
用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法


[0001]本专利技术涉及一种用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法，属于信息传输、卫星通信领域。

技术介绍

[0002]通信卫星系统的“功率、带宽、波束和时隙”等资源严格受限，对这些资源分配的效率，决定了通信卫星系统的通信容量和通信效果。
[0003]在当今作战中，一般是多种武器平台同时参战，这些武器平台具有不同的平台特性、需求特性和信道特性。而目前采用的通信资源分配方法，一般采用预先分配的方式，而不具备实时分配和优化调整的能力。另一方面，分配的条件只是平台需求、平台特性和信道参数的其中1种或两种，并不是全部包括3种特性。因此，现有技术中，对平台特性、平台需求的条件是预先设定和注册获得的，不是通过感知和认知获得的。这就导致现有技术无法满足单独作战、蜂群作战或广域协同作战等场景下，对卫星通信系统的高实时、高安全和高效率的信息传输需求。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提出一种用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法，该方法可满足战斗机、直升机、潜艇等有人作战武器平台，以及无人机、无人艇、无人坦克、浮标、导弹等无人作战武器平台，在单独作战、蜂群作战或广域协同作战等场景下，对卫星通信系统的高实时、高安全和高效率的信息传输需求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法，用于以卫星为中心的星状卫星通信网络，包括以下步骤：
[0007]步骤1：实时自主认知武器平台物理特性数据，实时解析需求特性数据，并同时实时感知卫星到武器平台的信道特性数据，作为卫通资源分配和波形参数优化的依据的条件数据；
[0008]步骤2：根据步骤1得到的条件数据，对功率、带宽、波束和时隙4种通信资源进行分配，对中心频率、发射功率、跳频带宽、跳频频点、扩频比、载波频点混沌序列、扩频码混沌序列、载波相位混沌序列、波束变化混沌序列、时隙、幅频预补偿系数、群时延预补偿系数、调制方式、编码效率的参数进行调整；
[0009]步骤3：完成上述两个步骤后，每隔一个时间段，重复步骤1和步骤2，从而根据平台特性、平台需求和信道特性数据，对功率、带宽、波束和时间4种通信资源进行实时的分配调整。
[0010]进一步地，步骤1中，所述武器平台物理特性数据包括有人作战武器平台和无人作战武器平台的法向速度、旋翼遮蔽、浪涌；
[0011]其中，对法向速度的武器平台物理特性数据的自主认知的方式为：
[0012]通信卫星定时发送测距信号，武器平台接收到测距信号后，向回转发；
[0013]通信卫星收到测距信号后，计算信号延时；
[0014]通信卫星把信号延时和光速相乘，将相乘结果减半，得到通信卫星和武器平台之间的距离；
[0015]把两次测距所得的结果除以测距间隔时间，得到武器平台与通信卫星之间的法向速度；
[0016]对旋翼遮蔽、浪涌的武器物理特性数据的自主认知的方式为：
[0017]武器平台向通信卫星发送功率测量信号；
[0018]通信卫星测量接收的信号功率，并绘制信号功率随时间的变化曲线；
[0019]将信号功率随时间的变化曲线对时间求导，若所得导数绝对值均小于阈值a，则该曲线为浪涌特性曲线，否则，该曲线为旋翼遮蔽特性曲线；
[0020]所述解析需求特性数据的方式为：
[0021]通信卫星通过解析武器平台注册信息，获取武器平台“类型”“传输信息量”“传输时间”的需求数据；
[0022]通信卫星把“传输信息量”除以“传输时间”，得到信息传输速率需求；
[0023]根据武器平台“类型”信息，通过查询事先存储的信息表格，获取抗截获和高隐蔽性的需求数据；其中，信息表格中按武器平台类型存储了抗截获和高隐蔽性的需求信息；
[0024]所述感知卫星到武器平台的信道特性数据中，信道特性数据包括信息传输信道的幅频、群时延、信噪比；
[0025]其中，幅频的获取方式为：
[0026]武器平台周期性发送冲击信号；
[0027]通信卫星测量冲击信号的时域延展信号；
[0028]对时域延展信号进行傅里叶变换，得到信道的幅频特性数据；
[0029]群时延的获取方式为：
[0030]武器平台连续发送多个频点信号，多个频点信号零相位对齐；
[0031]通信卫星测量多个频点信号的相位差，得到信道群时延特性数据；
[0032]信噪比的获取方式为：
[0033]武器平台发送的信号经过信道传输，被通信卫星天线接收；
[0034]通信卫星的放大器对接收信号进行放大；
[0035]通信卫星对放大信号的信噪比进行测量，得到信道的信噪比值。
[0036]进一步地，步骤2中对参数进行调整的方式为：
[0037]根据多普勒测量值，设置载波频率参数，从而补偿发射信号的载波频率；
[0038]根据测得的浪涌曲线和旋翼遮蔽曲线，调整发射功率参数，从而补偿发射功率；
[0039]根据认知的抗干扰和隐蔽特性，设置跳频带宽、跳频频点、扩频比、扩频伪码参数，从而分配传输带宽；
[0040]根据认知的抗截获特性，分配传输混沌序列和混沌变化维度，其中，混沌变化维度为载波频点、扩频码、载波相位和波束中的一个或多个；
[0041]根据传输的信息量需求，分配时隙资源；
[0042]根据信道估计的幅频、群时延的信道环境特性，调整发送信号域的预补偿滤波系
数；所述预补偿滤波系数分为幅频预补偿滤波系数和群时延预补偿系数；
[0043]根据信道估计的信噪比值，调整发送信号的编码方式和编码效率。
[0044]本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：
[0045]1、本专利技术针对战斗机、直升机、潜艇等有人作战武器平台以及无人机、无人艇、无人坦克、浮标、导弹等无人作战武器平台，可满足单独作战、蜂群作战或广域协同作战等场景下，对卫星通信系统的高实时、高安全和高效率的信息传输需求。
[0046]2、本专利技术通过认知平台物理特性、解析平台需求特性和感知信道环境特性，实时调整传输波形的参数，高效率分配“功率、带宽、波束和时隙”等4种通信资源，实现各种平台的高效、实时和安全通信。
[0047]3、本专利技术同时把多种作战武器平台的物理特性、需求特性和信道环境特性作为输入条件，统一高效率分配卫星通信资源。
[0048]4、本专利技术把预设置的静态的卫星通信资源分配方式改进为实时的动态的卫星通信资源分配方式，可同时利用“武器物理特性”“武器需求特性”“信道环境特性”3类条件，实时对“功率、带宽、波束和时间”4种通信资源进行分配。
附图说明
[0049]图1是用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法示意图。
[0050]图2是信道幅频特性测量方法示意图。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法，用于以卫星为中心的星状卫星通信网络，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：实时自主认知武器平台物理特性数据，实时解析需求特性数据，并同时实时感知卫星到武器平台的信道特性数据，作为卫通资源分配和波形参数优化的依据的条件数据；步骤2：根据步骤1得到的条件数据，对功率、带宽、波束和时隙4种通信资源进行分配，对中心频率、发射功率、跳频带宽、跳频频点、扩频比、载波频点混沌序列、扩频码混沌序列、载波相位混沌序列、波束变化混沌序列、时隙、幅频预补偿系数、群时延预补偿系数、调制方式、编码效率的参数进行调整；步骤3：完成上述两个步骤后，每隔一个时间段，重复步骤1和步骤2，从而根据平台特性、平台需求和信道特性数据，对功率、带宽、波束和时间4种通信资源进行实时的分配调整。2.根据权利要求1所述的用于多种武器的实时的卫通资源分配和波形参数优化方法，其特征在于，步骤1中，所述武器平台物理特性数据包括有人作战武器平台和无人作战武器平台的法向速度、旋翼遮蔽、浪涌；其中，对法向速度的武器平台物理特性数据的自主认知的方式为：通信卫星定时发送测距信号，武器平台接收到测距信号后，向回转发；通信卫星收到测距信号后，计算信号延时；通信卫星把信号延时和光速相乘，将相乘结果减半，得到通信卫星和武器平台之间的距离；把两次测距所得的结果除以测距间隔时间，得到武器平台与通信卫星之间的法向速度；对旋翼遮蔽、浪涌的武器物理特性数据的自主认知的方式为：武器平台向通信卫星发送功率测量信号；通信卫星测量接收的信号功率，并绘制信号功率随时间的变化曲线；将信号功率随时间的变化曲线对时间求导，若所得导数绝对值均小于阈值a，则该曲线为浪涌特性曲线，否则，该曲线为旋翼遮蔽特性曲线；所述解析需求特性数据的方式为：通信卫星通过解析武器平...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晨华，郝志松，曹郁，武磊磊，赵贤明，何朝玉，范广伟，李聪，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：