[发明专利]通信星座优化设施

说明书

提供了一种用于优化通信星座的设备和方法，其中从用户接收通信星座的规格，选择对指定的通信星座的特性进行建模的一个或多个模块，将通信星座的特性格式化为用于整合的公共格式，通过评估以整合的格式化特性建模的通信星座的连通性及其效用来确认通信星座的可行性，并且通过将一个或多个测试场景应用于所建模的通信星座来仿真和优化通信星座的性能。将仿真结果输出给用户。

技术领域

本发明涉及通信星座的优化，并且具体地但非唯一地涉及用于优化空间交钥匙通信系统的设施。

背景技术

卫星通信系统通常分为由不同特性的卫星所支持的五大区域：

·固定服务，包括为企业客户提供的固定卫星服务(FSS)，如甚小孔径终端(VSAT)系统；

·广播卫星服务(BSS)，例如提供给家庭的电视；

·向住宅客户提供的宽带服务；

·对地静止卫星移动服务(GMSS)；

·低地球轨道(LEO)和中地球轨道(MEO)移动卫星服务；和

·军事和政府系统。

这些服务之间的重叠程度越来越高，相信这种趋势会在将来持续下去。其结果是对多服务卫星系统能力的需求日益增加。例如，高吞吐量卫星(HTS)系统已经趋向优化的高容量宽带系统，以处理诸如为地球观测实时提供视频和其他传感器数据的服务。

从历史上看，设计和实施卫星系统的高昂代价意味着它们被设想为彼此孤立并且主要用于单一应用或任务，该任务属于以下主要类别之一：

·地球观测(涵盖民用和军事应用)；

·科学(例如罗塞塔号(Rosetta)彗星任务)；

·探索(例如好奇号(Curiosity)火星任务)；

·导航和提供用于卫星导航应用的全球定位卫星(也称为全球导航卫星系统(GNSS))；

·覆盖广播卫星服务(BSS)、固定卫星服务(FSS)、移动卫星服务(MSS)或军事应用的卫星系统的通讯。

对于上述各种类型的应用领域，整体基础设施需要地面以及天基技术组件(这里称为“资产”)的组合。例如，地面基础设施包括若干地面站，用以控制和操作卫星、用户终端(如卫星电视天线和机顶盒)，以及相关的操作软件工具，以支持所有空间和地面资产之间的互连性。

这些基础设施资产已经独立演变。例如，大多数固定服务系统的主要卫星性能参数在过去15年或更长时间内基本保持不变。相比之下，移动卫星系统在卫星能力方面已经有了显著演变。

因此，鉴于过去有可能在建立点对点链路的基础上临时开发通信网络，对卫星通信的需求趋势正在推动采用截然不同的系统设计和优化方法。通信系统现在需要集成更多不同的硬件和软件，实施更广泛的服务，从而使整个设计和优化阶段变得复杂。通常，系统的测试和仿真需要为特定通信系统设计的定制测试系统和场景。这些系统可能与约束有关，这些约束可能是用户施加的法律法规，或者剥夺了可行性链路的物理限制，即使在系统组件之间存在技术兼容性。

本发明的实施例旨在为新的通信星座提供仿真和优化设施。实施例可以考虑如上所述的约束以及测试链路连通性。本发明的实施例的优点在于，可以通过唯一地结合空间工业内可用的现有尖端资产，有效地仿真任何端到端空间通信系统或任何组合的空间和地面通信系统。因此可以对所有已知和新兴的空间使能市场部门进行仿真，并且该仿真可以适应于尚未限定的未来空间应用。在对新链路进行仿真后，可以使用基于仿真结果的优化参数，根据需要设置链路的实现。可以在实施和操作这些空间通信项目的阶段期间使用由本发明实施例提供的设施，以验证针对实际测量的预测、或者作为任何异常情况下的诊断工具。

发明内容