星地测控链路中的功率控制策略研究

朱智宇，孙林歌，汪筱阳，朱 琳，田雨雷，刘 伟，陈 涛

(1.空军工程大学 信息与导航学院，西安，710077；2.中国西安卫星测控中心，西安，710043； 3.中国人民解放军95607部队)

0 引言

卫星作为一种受限能源供电的系统，其所拥有的能量是有限的，所以能源是卫星机器重要的资源，因此节约能耗变得至关重要。同时，星地之间的无线测控链路具有不确定性和时变特性，即使不存在其他信号干扰，接收端也需要保持能够接收到信号的最低信噪比。如地面测控设备接收到的信号信噪比需要高于设备的最低解调门限，才能保证遥测信号的正确接收。此外，高频段卫星通信以其频段宽、设备小、抗干扰性强而受到越来越多用户的青睐，然而其受大气环境的影响较大，特别是降雨衰减(简称雨衰)非常严重，在工程应用中受到严重制约[1]。若云层高度8 km，降雨衰减量为10 dB/km，天线仰角为70°时，Ka频段下行链路降雨衰减可达85.1 dB。针对上述问题，采取功率控制方法可以有效节约卫星能源，缓解星地测控链路雨衰情况。卫星下行功率控制就是根据地面测控设备反馈的信息，周期性的调整卫星发射机功率，在保证通信质量的情况下，尽量减少卫星发射信号的功率，从而降低卫星功耗。

近年来，许多学者对无线通信中的功率控制问题进行了研究[2-3]。文献[4]研究了多飞机着陆测距信号的功率控制问题，推导了飞机的发射功率方程，在无通信和有通信两种情况下分析了不同功率控制方法的优缺点。文……