一種衛星信號覆蓋系統和方法與流程

本技術涉及衛星信號覆蓋，尤其涉及一種衛星信號覆蓋系統和方法。

背景技術：

1、衛星信號（如gps或北斗衛星）作為定位和授時的關鍵信號，在與天空可視的場景中，相對容易獲得，包括運營商基站的時間同步、to?c端的用戶手機導航均用到了衛星信號。但是在軌道交通行業、應急行業中，地下建筑和隧道場景中的通信需求、定位需求，需要在天空不可視的條件下，獲取衛星信號。通用的方法是在地面部署衛星接收天線，通過饋線直接引入地下天線，實現信號覆蓋。存在挑戰如下：大場景中需要進行信號覆蓋面積較大，地面到地下的距離較遠、饋線的插損較大，大場景的衛星信號覆蓋效果較差。

技術實現思路

1、本技術的目的旨在至少能解決上述的技術缺陷之一，特別提供了一種可以提高衛星覆蓋效果的衛星信號覆蓋方案。

2、第一方面，本技術提供了一種衛星信號覆蓋系統，包括后臺網元、多個主機網元和多個端站網元；

3、后臺網元用于確定主機網元和端站網元對應的增益設定值，并下發到主機網元；

4、主機網元包括衛星接收天線、第一放大單元、第一控制器、電源、第一功分器和多個第一復合電纜接頭；衛星接收天線通過第一放大單元連接第一功分器的輸入端；第一功分器的各輸出端連接對應第一復合電纜接頭的射頻端；電源用于為主機網元供電，還與各第一復合電纜接頭的電源端連接；第一控制器與第一放大單元連接，還連接對應的第一復合電纜接頭的控制端，用于根據自身對應的增益設定值調整第一放大單元的增益，并通過對應的第一復合電纜接頭的控制端下發端站網元對應的增益設定值；

5、端站網元包括衛星覆蓋天線、第二放大單元、第二控制器第二功分器、第二復合電纜接頭和第三復合電纜接頭；第二復合電纜接頭用于通過包含射頻線纜、電源線纜和信號線纜的復合電纜連接第一復合電纜接頭或第三復合電纜接頭，第二復合電纜接頭的射頻端連接第二功分器的輸入端，第二復合電纜接頭的電源端為端站網元供電，還連接第三復合電纜接頭的電源端，第二復合電纜接頭的控制端連接第二控制器；第二功分器的輸出端通過第二放大單元連接衛星覆蓋天線，第二功分器的另一輸出端連接第三復合電纜接頭的射頻端；第二控制器分別連接第二復合電纜接頭的控制端、第三復合電纜接頭的控制端和第二放大單元，用于從第二復合電纜接頭的控制端傳輸來的控制信號中提取出自身對應的增益設定值，并調整第二放大單元的增益，還用于通過第三復合電纜接頭的控制端下發后續級聯的端站網元對應的增益設定值。

6、在其中一個實施例中，主機網元還包括超高頻無源物聯網模塊和合路器，超高頻無源物聯網模塊用于輸出超高頻激勵信號，合路器的輸入端分別連接超高頻無源物聯網模塊和第一放大單元的輸出端，合路器的輸出端連接第一功分器的輸入端，合路器用于將超高頻激勵信號與衛星信號合路，并輸出合路信號；

7、衛星覆蓋天線包括超高頻無源物聯網感知單元，衛星覆蓋天線用于根據所接收到的合路信號激活超高頻無源物聯網感知單元，并通過射頻鏈路向超高頻無源物聯網模塊反饋環境感知信息。

8、在其中一個實施例中，超高頻無源物聯網感知單元用于根據合路信號生成響應信號，還用于與目標環境傳感器通信，以獲取環境傳感信號，并根據環境傳感信號和響應信號得到環境感知信息。

9、在其中一個實施例中，目標環境傳感器包括溫度傳感器、煙霧傳感器、濕度傳感器中的至少一種。

10、第二方面，本技術提供了一種衛星信號覆蓋方法，應用于上述任一實施例中的衛星信號覆蓋系統中的主機網元，衛星信號覆蓋方法包括：

11、沿著合路信號的傳輸軌跡，遍歷與對應的端站網元之間的鏈路拓撲圖，在遍歷過程中，每經過一個耦合器，就將該耦合器之后鏈路段的層級確定為低于該耦合器之前鏈路段的層級，以依次確定鏈路拓撲圖中各鏈路段的層級；

12、根據對應的衛星覆蓋天線回傳的環境感知信息，確定各衛星覆蓋天線對應鏈路的檢測插損值；

13、若檢測插損值存在異常，則將與對應衛星覆蓋天線直接連接的鏈路段標記為疑似異常段；

14、按照疑似異常段的層級由低至高的順序進行遍歷，若與遍歷到的疑似異常段同一層級且連接于同一耦合器的鏈路段均為疑似異常段，則將該疑似異常段上一層級且連接于同一耦合器的鏈路段標記為疑似異常段，否則，將該疑似異常段確定為目標異常段。

15、在其中一個實施例中，在確定出目標異常段后，還包括：

16、將與目標異常段關聯的所有衛星覆蓋天線確定為目標天線；

17、向目標天線發送校驗合路信號；校驗合路信號是由與合路信號中的超高頻激勵信號頻率不同的超高頻激勵信號和衛星信號合路生成的；

18、根據各目標天線回傳的校驗環境感知信息，確定各目標天線對應鏈路的校驗插損值；

19、若同一目標天線的校驗插損值和檢測插損值隨頻率的變化呈現線性關系，則確定目標天線對應的目標異常段為接頭異常；

20、若同一目標天線的校驗插損值和檢測插損值隨頻率的變化不呈現線性關系，則確定目標天線對應的目標異常段為鏈路異常。

21、在其中一個實施例中，衛星信號覆蓋方法還包括：

22、將目標異常段及其對應的異常類型上傳后臺網元。

23、第三方面，本技術提供了一種衛星信號覆蓋裝置，應用于上述任一實施例中的衛星信號覆蓋系統中的主機網元，衛星信號覆蓋裝置包括：

24、層級確定模塊，沿著合路信號的傳輸軌跡，遍歷與對應的端站網元之間的鏈路拓撲圖，在遍歷過程中，每經過一個第二功分器，就將該耦合器之后鏈路段的層級確定為低于該耦合器之前鏈路段的層級，以依次確定鏈路拓撲圖中各鏈路段的層級；

25、檢測插損值確定模塊，根據對應的衛星覆蓋天線回傳的環境感知信息，確定各衛星覆蓋天線對應鏈路的檢測插損值；

26、疑似異常段標記模塊，若檢測插損值存在異常，則將與對應衛星覆蓋天線直接連接的鏈路段標記為疑似異常段；

27、目標異常段確定模塊，按照疑似異常段的層級由低至高的順序進行遍歷，若與遍歷到的疑似異常段同一層級且連接于同一耦合器的鏈路段均為疑似異常段，則將該疑似異常段上一層級且連接于同一耦合器的鏈路段標記為疑似異常段，否則，將該疑似異常段確定為目標異常段。

28、第四方面，本技術提供了一種計算機設備，包括一個或多個處理器，以及存儲器，存儲器中存儲有計算機可讀指令，計算機可讀指令被一個或多個處理器執行時，執行上述任一實施例中的衛星信號覆蓋方法的步驟。

29、第五方面，本技術提供了一種存儲介質，存儲介質中存儲有計算機可讀指令，計算機可讀指令被一個或多個處理器執行時，使得一個或多個處理器執行上述任一實施例中的衛星信號覆蓋方法的步驟。

30、從以上技術方案可以看出，本技術實施例具有以下優點：

31、本實施例中的衛星信號覆蓋系統包括后臺網元、主機網元和端站網元，形成了一個多層級的信號分發架構。后臺網元作為中央控制單元，計算并分發增益設定值。主機網元接收衛星信號，進行初步放大和分配，并通過復合電纜向下游傳輸。端站網元負責最終的信號放大和覆蓋，同時支持級聯擴展。系統中廣泛使用的復合電纜和接頭整合了射頻、電源和控制信號的傳輸功能，大大簡化了系統結構。該方案提高了系統的可擴展性和靈活性，允許根據需求輕松添加端站網元；通過集中控制和分布式執行的方式，實現了對整個網絡的精確管理；復合電纜的使用減少了布線復雜度，降低了安裝和維護成本；多級放大和分配的結構確保了信號質量，擴大了覆蓋范圍。總體而言，這種系統設計在技術實現、經濟效益和運營管理等方面都顯示出明顯優勢，為衛星信號的廣泛覆蓋提供了一個高效、可靠的解決方案。