一种卫星处理转发器下行传输性能在轨测试方法与流程

1.本发明涉及一种卫星处理转发器下行传输性能的在轨测试方法，特别适合于采用星上处理的卫星转发器的在轨性能测试，尤其适用于使用连续载波的下行传输性能测试。


背景技术：

2.卫星处理转发器是面向卫星通信空间组网应用的一种特殊转发器。卫星处理转发器采用上行信号和下行信号隔离的设计，可获得比使用透明转发器更好的传输性能。通常使用误码仪、噪声源和频谱仪搭建传输性能的测试环境，由误码仪发送测试序列，由噪声源模拟链路噪声，由频谱仪测试信噪比，通过误码率测试来得到链路传输性能。
3.如果地面误码仪发送测试序列，那么上行链路的误码将被带入下行链路的传输性能测试，使测得的下行误码率高于真实的下行链路传输误码率水平，影响测试结果的正确性。并且，通常卫星处理转发器的上下行链路传输速率不对称，下行链路一般大于上行链路的传输速率，无法通过上行链路发送测试序列，实现下行链路的传输性能测试。因此，需要设计卫星处理转发器能够自行产生误码仪可识别的测试序列，并且设计卫星处理转发器支持重构。通过重构，卫星处理转发器能够按需生成不同的测试序列，支持不同型号误码仪测试所需的不同的测试序列。误码仪可仅接收地面卫星信道终端恢复出的测试序列，从而完成误码比对。


技术实现要素：

4.为了实现上述目的，本发明提供一种卫星处理转发器下行传输性能在轨测试方法。本发明通过在卫星处理转发器内设置测试序列生成程序的方式，解决了卫星处理转发器下行传输性能在轨测试问题，可用于配置了处理转发器的通信卫星的下行传输性能测试。
5.本发明的目的是这样实现的：一种卫星处理转发器下行传输性能在轨测试方法，包括以下步骤：（1）卫星发射前，搭建有线测试环境，使用误码仪发送测试序列，卫星处理转发器将测试序列处理后发送至地面的卫星信道终端，卫星信道终端恢复出测试序列并发往误码仪比对，在试验室条件下验证卫星处理转发器的下行传输性能；（2）保持有线测试环境不变，卫星处理转发器配置为测试模式，通过事先在卫星处理转发器中内置的测试序列生成程序，由卫星处理转发器自身生成测试序列；测试序列经编码调制后发送至地面的卫星信道终端，卫星信道终端恢复出测试序列并发往误码仪进行比对，验证卫星处理转发器自身生成的测试序列的正确性；（3）卫星发射后，使用地球站配置的卫星信道终端配合标准仪器搭建卫星处理转发器下行传输性能的测试环境；（4）通过卫星的测控链路将卫星处理转发器配置为测试模式，配置卫星处理转发器所在波束功率放大器工作在近饱和工作点；
（5）通过频谱仪在中频观察卫星信道终端接收下行信号的信噪比，此时信噪比应大于卫星信道终端的接收门限信噪比；调节卫星处理转发器功放下行增益档，降低下行链路的接收信噪比接近卫星信道终端的接收门限信噪比，如果无法通过调节卫星处理转发器功放的增益档达到所需的接收门限信噪比，则在下行链路接入噪声源，使用加入中频噪声的方式，获得下行传输性能测试所需的接收门限信噪比；（6）在卫星信道终端的基带输出接口接入误码仪，卫星信道终端将恢复出的测试序列送入误码仪，由误码仪进行误码比对，从而获得下行链路在接收门限信噪比处的误码率。
6.进一步地，当使用不同型号的误码仪进行测试时，通过测控链路打开卫星处理转发器的重构开关，向卫星处理转发器上注对应于该型号误码仪的新的测试序列生成程序，上注完成后，通过测控链路发送控制指令，执行步骤（1）~步骤（6）。
7.本发明相比背景技术具有如下优点：1、本发明设计了测试序列生成程序，配置在卫星处理转发器上。当卫星在轨时，可独立下发误码仪可识别的测试序列，在地面站可使用频谱仪、噪声源、误码仪等标准仪器完成下行链路的传输性能测试。
8.2、本发明由卫星处理转发器直接生成测试序列，解决了卫星处理转发器上行和下行相隔离而导致的无法直接使用误码仪进行下行单向链路传输性能测试的问题。
9.3、本发明的测试序列生成程序配合测控分系统使用，可支持不同测试序列的上注重构，从而满足不同型号误码仪不同测试序列的使用需求。
附图说明
10.图1是本发明的下行传输性能在轨测试示意图。
11.图2是本发明的测试序列重构示意图。
具体实施方式
12.下面，结合附图对本发明做进一步地详细说明。
13.一种卫星处理转发器下行传输性能在轨测试方法。其中，卫星处理转发器下行传输性能在轨测试的测试环境构建如图1所示，在地面站使用误码仪、频谱仪、噪声源、卫星信道终端等搭建接收端的测试环境。卫星处理转发器产生测试序列编码调制后发往地面，地面卫星信道终端接收解调译码后恢复出测试序列。由标准仪器噪声源加入白噪声，由标准仪器频谱仪测试门限信噪比，由标准仪器误码仪完成误码比对和误码率统计，实现下行传输性能在轨测试。
14.如果使用不同型号的误码仪，则需要卫星处理转发器发送不同的测试序列。此时，如图2所示，完成卫星处理转发器测试序列生成模块的重构，从而支持发送不同型号误码仪所需的测试序列。
15.本方法具体包括如下步骤：
①
卫星发射前，搭建有线测试环境，使用误码仪发送测试序列，卫星处理转发器将测试序列编码调制后发送至地面的卫星信道终端，卫星信道终端恢复出测试序列并发往误码仪比对，在试验室条件下验证卫星处理转发器下行传输性能；
②
保持有线测试环境不变，卫星处理转发器配置为测试模式，启动测试序列生成模块，由卫星处理转发器自身生成测试序列；测试序列经编码调制后发送至地面的卫星信道终端，卫星信道终端恢复出测试序列并发往误码仪比对，验证卫星处理转发器自身生成测试序列的正确性；针对特定误码仪，生成相应的测试序列为本领域公知的常规技术，例如，可使用多项式方式生成测试序列，此处不再赘述。
16.③
卫星发射后，使用地球站配置的卫星信道终端配合频谱仪、噪声源、误码仪等标准仪器搭建卫星处理转发器下行传输性能的测试环境；
④
由测控控制单元通过卫星的测控链路将卫星处理转发器配置为测试模式，配置卫星处理转发器所在波束功率放大器工作在近饱和工作点；
⑤
通过频谱仪在中频观察卫星信道终端接收下行信号的信噪比，此时信噪比应大于卫星信道终端的接收门限信噪比；调节卫星处理转发器功放下行增益档，降低下行链路的接收信噪比接近卫星信道终端的接收门限信噪比，如果无法通过调节卫星处理转发器功放的增益档达到所需的接收门限信噪比，可在下行链路接入噪声源，使用加入中频噪声的方式，获得下行传输性能测试所需的接收门限信噪比；
⑥
在卫星信道终端的基带输出接口接入误码仪，卫星信道终端将恢复出的测试序列送入误码仪，由误码仪进行误码比对，从而获得下行链路在接收门限信噪比处的误码率；
⑦
卫星处理转发器配置重构模块，支持卫星处理转发器所运行软件在轨重构，先确定误码仪支持的测试序列，如果与卫星处理转发器测试序列生成模块的测试序列不同，则重新编写测试序列生成模块程序，支持所用的误码仪，并验证；
⑧
通过测控链路打开卫星处理转发器的重构开关，向测试序列生成模块上注新程序，满足误码仪不同的测试序列使用需求，上注完成后，通过测控链路发送控制指令，启用新的测试序列；
⑨
使用新的测试序列按照上述在轨测试方法获得下行链路在接收门限信噪比处的误码率。
17.完成卫星处理转发器下行传输性能在轨测试。
18.总之，本发明采用数字孪生与实际测试相结合的技术，实现卫星处理转发器下行链路传输性能在轨测试，为卫星处理转发器在轨性能的验证提供依据。本发明解决了卫星处理转发器下行单向链路无法直接采用误码仪测试传输性能的问题，步骤简单，方法简便易操作，特别适合卫星处理转发器上行链路、下行链路完全隔离的单向下行链路的传输性能测试。