[發明專利]全空域多波束覆蓋衛星鏈路前傳和回傳方法

在審

• 申請號: 201910094592.0
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109831243A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 張毅;劉田;湯輝;劉柳
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種全空域多波束覆蓋衛星鏈路前傳和回傳方法，旨在提供一種能夠獲取更大的覆蓋范圍，更高傳輸速率的前傳和回傳方法。本發明通過下述技術方案實現：異地部署的基帶處理單元、射頻拉遠單元和/或核心網地面網絡設備與各自位置的全空域多波束相控陣衛星地面站連接。傳輸數據時，發送端地面網絡設備將輸出光信號送至與其相連的地面站，轉換為電信號且串并轉換為多路衛星前傳/回傳信號，通過全空域多波束相控陣天線將多路信號發射至多顆前傳/回傳衛星。與接收端地面網絡設備相連的地面站通過全空域多波束相控陣天線同時形成多個接收波束，接收多顆前傳/回傳衛星信號，并將多路信號并串轉換且變換為光信號后輸出至接收端地面網絡設備。

技術領域

本發明是關于無線通信領域，地面蜂窩移動通信中基于衛星鏈路的前傳和回傳方法。

背景技術

在地面蜂窩移動通信網絡的部署中，基站與核心網可以部署在不同的地理位置，連接基站與核心網實現數據交互的鏈路稱為回傳鏈路。同時，在分布式基站中，作為基站組成單元的基帶處理單元BBU與射頻拉遠單元RRU也可以分散部署，連接BBU與RRU實現數據交互的鏈路稱為前傳鏈路。通常，回傳鏈路或前傳鏈路主要采用基于地面光纖的有線傳輸方案，該方案存在成本高、部署周期長，靈活性差等缺點，對于臨時搭建網絡、偏遠地區覆蓋等部署場景并不合適。采用無線傳輸方式的地面微波回傳或前傳鏈路對其形成了一定的補充，但依然存在傳輸距離有限等問題，不適用于回傳或前傳距離特別大的部署場景。衛星鏈路是一種可能的回傳或前傳解決方案。衛星鏈路可以提供全球范圍內大跨度的數據交互能力，特別適合島礁、海外等特殊地區的網絡部署。衛星前傳指的是在BBU和RRU處分別部署衛星前傳地面站，兩處前傳地面站通過前傳衛星鏈路橋接，實現數據在BBU與RRU之間的交互。衛星回傳指的是在RRU和核心網處分別部署衛星回傳地面站，兩處回傳地面站通過回傳衛星橋接，實現數據在RRU與核心網之間的交互。

隨著地面蜂窩移動通信網絡的發展，網絡中前傳和回傳的數據量越來越大，單條衛星鏈路已經不能滿足未來高速率傳輸的需求，此時需要多條前傳和回傳衛星鏈路分擔傳輸壓力。另外，當同一地點存在前傳和回傳兩種需求時，衛星鏈路的地面站需要具備同時連接前傳和回傳衛星的能力。但是，當前衛星前傳鏈路或回傳鏈路的地面站不能同時接入空域分布范圍較大的多顆衛星，支持同時多路回傳或前傳以及同時回傳和前傳的能力弱。因此如何高效地接入空域內更多的衛星以提升回傳前傳能力成為一個重要的問題。

在航天測控通信領域，衛星應用需求的快速發展使得在軌飛行器的數量迅速增長，基于傳統拋物面天線的測控通信技術已經不能滿足全空域(方位0～360°，俯仰0～90°)內多目標(例如：32目標)同時測控通信的需求。為此，國內外均針對全空域多波束相控陣天線展開了積極研究，這種天線在全空域內同時形成多個波束，每個波束指向一個空間飛行器，可以實現同時對多目標測控和通信。因此，基于這種相控陣天線全空域、多波束的特點，將其應用于衛星前傳和回傳中，提出一種新的衛星前傳和回傳方法，將具有很大的實際意義。

發明內容

本發明的目的是針對衛星前傳和回傳能力弱的問題，提供一種可以實現全空域多路同時前傳、全空域多路同時回傳、全空域同時回傳和前傳，從而獲取更大的覆蓋范圍，更高的傳輸速率和更低的設備復雜度，基于全空域多波束相控陣天線的全空域多波束覆蓋衛星鏈路前傳和回傳方法。

本發明的上述目的可以通過以下措施來達到，一種全空域多波束覆蓋衛星鏈路前傳和回傳方法，具有如下技術特征：將異地部署的基帶處理單元BBU、射頻拉遠單元RRU和/或核心網地面網絡設備與各自位置的全空域多波束相控陣衛星地面站連接；當需要傳輸數據時，發送端地面網絡設備將輸出的光信號送至與其相連的全空域多波束相控陣衛星地面站，將光信號轉換為數字電信號并串并轉換為多路衛星前傳/回傳信號；同時通過全空域多波束相控陣天線形成多個發射波束，將多路衛星鏈路前傳/回傳信號發射至多顆前傳/回傳衛星；與接收端地面網絡設備相連的全空域多波束相控陣衛星地面站通過全空域多波束相控陣天線同時形成多個接收波束，接收多顆前傳/回傳衛星信號，并將多顆前傳/回傳衛星信號并串轉換且變換為光信號后輸出至接收端地面網絡設備。