一种出站链路信息速率自适应的方法、装置及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及卫星移动通信技术领域，更具体而言，设及卫星移动通信系统出站链 路信息速率的控制系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 卫星移动通信系统主要由空间段、地面控制中屯、和用户段组成，空间段由包含若 干颗卫星的卫星星座组成，运些卫星（出站转发器、入站转发器)转发由地面中屯、站发出的 出站信号和用户机发出的入站信号，具备一定的抗干扰能力。地面控制中屯、完成用户信号 收发测量和信息收发处理，并对整个系统的运行进行管理控制。用户段是指用户机终端，接 收来自地面控制中屯、的数据业务W及控制消息，并根据自身业务需求W及出站的控制信令 发送入站消息，实现定位、定时、短报文通信等功能。
[0003] 对于所有用户，出站链路的信息速率是一致且固定的，即无论信道条件，业务需求 或备余量要求，出站链路的信息速率都不变。运种信息速率控制方法虽实现简单，但系统效 率低：由于出站信息速率设置时，为了保证绝大多数用户能接收到出站信号，包括信道条件 较差时也能接收到信号，系统一般留有较大备余量，导致设置的出站信息速率偏低。然而， 对于出站信道条件好或备余量要求较低的用户，比如处于海面等无遮挡地区或位于卫星波 束中央的用户机，可W接收更高出站信息速率的信号。设置固定的出站信息速率不仅浪费 卫星转发器的发射功率，也限制了系统出站容量。
[0004] 目前无线通信领域中广泛采用的链路自适应方法是闭环反馈方法，即，该方法需 要网络侧和用户共同完成。由用户设备接收并测量下行（出站)信道质量，再将该测量值反 馈给网络侧设备（比如基站，地面控制中屯、等），网络侧设备根据用户设备反馈的下行（出 站)信道质量，选择合适的信息速率发送下行（出站)消息给用户。用户侧和网络侧设备按照 此规律循环往复。
[0005] 闭环反馈方法需要用户设备频繁地反馈下行（出站)信道质量指示，运一定程度上 增加了系统的信令开销，尤其对于入站容量有限的卫星移动通信系统而言，运很可能造成 入站拥塞;此外，若系统启动入站流量抑制，指示出站信道质量的入站消息将在一定程度上 被抑制，导致地面控制中屯、不能及时获取和更新出站信道质量。
[0006] 另外，闭环反馈方法对于传输时延较小的系统能较好地自适应信道变化，但对于 畑SS卫星移动通信系统，尤其是GEO(Geostationary Earth Orbit相对地球静止轨道)卫星 通信系统，信号传输时延很大，即，从用户测量出站信道质量，并将测量结果发送给地面控 制站，地面控制站再基于测量结果选择合适的信息速率发送出站信号给用户，最后用户设 备接收到出站消息运一往返过程，至少需要0.54秒。换言之，用户设备接收到的某一信息速 率的出站信号是基于0.54秒前系统出站信道情况做出的判断，因此，出站信道质量测量值 的时效性较差，将影响到地面控制中屯、对出站信息速率选择的准确度。
[0007] 考虑到卫星移动通信系统入站容量低和传输时延长的限制，需要改进的闭环反馈 控制方法，使之同时满足出站信息速率控制的准确度和入站信令开销的要求。
【发明内容】
[0008] 对于卫星移动通信系统，为同时满足用户机的可靠接收和平均出站速率的提升， 地面控制中屯、有必要根据各个用户机出站信道条件，备余量要求的不同，配置不同的出站 信息速率，运也意味着需要用户机较频繁地反馈出站信道质量，对于入站链路容量有限的 系统，运对系统造成了较大负担。本发明要解决的技术问题是针对入站链路容量受限的卫 星移动通信系统提供一种出站链路信息速率自适应的方法、装置及系统，在保证一定出站 链路信息速率控制准确度的同时，尽量降低入站控制信令的开销。
[0009] 本发明的技术方案是，
[0010] -种出站链路信息速率自适应系统，包括用户设备和地面控制中屯、，所述用户设 备用于测量和预估出站信道质量，并按照出站信道质量报告模式切换单元的指示发送的出 站信道质量给地面控制中屯、，地面控制中屯、用于根据业务类型，用户反馈的出站信道质量 为用户设备配置相应的出站信息速率；
[0011] 用户设备包括出站信号测量单元、出站信道质量预测单元、出站信道质量报告模 式切换单元和出站信道质量报告发送单元，出站信号测量单元用于测量接收到的出站信号 功率电平和/或信号质量；出站信道质量预测单元，用于根据出站信号测量单元的输出结 果，预测一定时间内的出站信道质量；出站信道质量报告模式切换单元，用于用户设备根据 由所述出站信号测量单元测量到的出站信道状态稳定程度W及由用户设备接收到的地面 控制中屯、通过出站链路广播的入站流量抑制指示，决定采用的出站信道质量报告方式；出 站信道质量报告发送单元，根据出站信道质量报告方式，发送相应的出站信道质量报告；
[0012] 地面控制中屯、包括入站信号接收和解析单元W及出站信道信息速率判决单元，所 述入站信号接收和解析单元用于接收用户设备发送的出站信道质量报告，分析所述信号载 噪比，并且解析出站信道质量报告；出站信道信息速率判决单元用于为用户设备配置出站 消息对应的信息速率。
[0013] 本发明所述出站信道质量报告模式切换单元所采用的出站信道质量报告方式有 =种，分别为主动触发模式、被动触发模式和周期性发送模式；
[0014] 当出站信道质量状态在设定时间内稳定，即在预设时间内信道质量测量值的方差 小于设定阔值O，则出站信道质量报告模式切换单元指示为主动触发模式；当出站信道质量 报告模式切换单元指示为主动触发模式时，只有当出站信道质量预测值与最新的出站信道 质量测量值的差值超过设定阔值A时，用户设备才向地面控制中屯、发送出站信道质量报 告，所述出站信道质量报告为预设周期内的信道质量预测值;其中所述设定时间可W为预 先设置的固定值，或用户设备设置为K倍的出站信道相干时间K ? TcDh，其中K和TEDh由用户设 备出站信号测量单元计算或配置得到；
[0015] 若出站信道质量状态不稳定，即在预设时间内信道质量测量值的方差不小于设定 阔值0,或存在入站流量抑制指示时，则出站信道质量报告模式切换单元指示为被动触发模 式；当出站信道质量报告模式切换单元指示为被动触发模式时，用户设备根据地面控制中 屯、的出站指示，发送出站信道质量报告;若地面控制中屯、无指示，则用户设备不发送出站信 道质量报告；
[0016] 若出站信道质量状态不稳定，即在预设时间内信道质量测量值的方差不小于设定 阔值0,且不存在入站流量抑制指示时，则出站信道质量报告模式切换单元指示为周期性发 送模式；当出站信道质量报告模式切换单元指示为周期性发送模式时，用户设备按预设周 期向地面控制中屯、发送出站信道质量报告，所述出站信道质量报告为当前出站信道质量发 送时刻到下一次发送时刻的周期内出站信道质量的预测值。
[0017] 本发明所述出站信息速率有2种模式，分别为固定出站信息速率模式和可变出站 信息速率模式；
[0018] 当通信模式为广播或组播时，地面控制中屯、采用固定信息速率，所述固定信息速 率设置为能够确保所有用户设备都能接收到消息得最低出站信息速率，所述固定信息速率 为预先配置的信息速率；
[0019] 当通信模式为点对点通信时，地面控制中屯、采用可变出站信息速率，即地面控制 中屯、根据用户设备反馈的出站信道质量报告，选择相匹配的出站信息速率，且地面控制中 屯、选择的出站信息速率不高于用户设备反馈的出站信道质量报告所获得的出站信息速率。
[0020] 基于上述出站链路信息速率自适应系统，本发明提供一种出站链路信息速率自适 应方法，包括W下步骤：
[0021] (1)用户设备中的出站信号测量单元测量接收到的出站信号功率电平和/或信号 质量；
[0022] (2)出站信道质量预测单元根据出站信号测量单元的输出结果，预测一定时间内 的出站信道质量；
[0023] (3)出站信道质量报告模式切换单元根据用户设备出站信号测量单元测量到的出 站信道状态稳定程度W及用户设备接收到的地面控制中屯、通过出站链路广播的入站流量 抑制指示，决定采用的出站信道质量报告方式；
[0024] 当出站信道质量报告模式切换单元指示为主动触发模式时，只有当出站信道质量 预测值与最新的出站信道质量测量值的差值超过设定阔值A时，用户设备才向地面控制中 屯、发送出站信道质量报告，所述出站信道质量报告为预设周期内的信道质量预测值；
[0025] 当出站信道质量报告模式切换单元指示为被动触发模