[發(fā)明專利]一種數(shù)據(jù)庫輔助的衛(wèi)星系統(tǒng)與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜共享方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910471340.5
• 申請日: 2019-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN110519695B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊健;柳永祥;張建照;吳昊;喬曉強(qiáng);張濤;王龍
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W4/021
• 分類號(hào): H04W4/021;H04W16/14
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種數(shù)據(jù)庫輔助的衛(wèi)星系統(tǒng)與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜共享方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、衛(wèi)星通過下行鏈路向地面站廣播波束覆蓋范圍和過頂時(shí)間，波束覆蓋范圍信息和過頂時(shí)間信息形成衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫；

步驟2、地面站與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)共享衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫；

步驟3、當(dāng)蜂窩基站需要接入毫米波頻段進(jìn)行頻譜共享時(shí)，蜂窩基站將自己的位置信息發(fā)送給衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫，衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫向蜂窩基站反饋?zhàn)畲罂捎冒l(fā)射功率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫輔助的衛(wèi)星系統(tǒng)與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜共享方法，其特征在于，步驟1所述的衛(wèi)星通過下行鏈路向地面站廣播波束覆蓋范圍和過頂時(shí)間，波束覆蓋范圍信息和過頂時(shí)間信息形成衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫，具體如下：

衛(wèi)星通過下行鏈路向地面站廣播該衛(wèi)星的波束覆蓋范圍和過頂時(shí)間，波束覆蓋范圍信息和過頂時(shí)間信息形成衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫，當(dāng)?shù)孛嬲窘邮盏叫l(wèi)星信號(hào)時(shí)，表明LEO或MEO衛(wèi)星正在過頂，且地面站處于該LEO或MEO衛(wèi)星的波束覆蓋范圍之內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫輔助的衛(wèi)星系統(tǒng)與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜共享方法，其特征在于，步驟2所述的地面站與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)共享衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫，具體如下：

地面站接收到衛(wèi)星廣播的波束覆蓋范圍信息和過頂時(shí)間信息后，通過4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)將該衛(wèi)星的波束覆蓋范圍信息和過頂時(shí)間信息存入衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫，衛(wèi)星系統(tǒng)和地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)共享衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫的信息。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)據(jù)庫輔助的衛(wèi)星系統(tǒng)與地面蜂窩網(wǎng)絡(luò)頻譜共享方法，其特征在于，步驟3所述的當(dāng)蜂窩基站需要接入毫米波頻段進(jìn)行頻譜共享時(shí)，蜂窩基站將自己的位置信息發(fā)送給衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫，衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫向蜂窩基站反饋?zhàn)畲罂捎冒l(fā)射功率，具體如下：

衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫根據(jù)蜂窩基站的位置和波束覆蓋區(qū)域中心位置，計(jì)算出蜂窩基站到波束覆蓋區(qū)域中心的距離d；設(shè)定當(dāng)LEO或MEO衛(wèi)星過頂時(shí)，點(diǎn)波束的覆蓋范圍是半徑為R_SAT的圓形區(qū)域，范圍大小由LEO或MEO衛(wèi)星的3dB波束角度φ_3dB確定；R_CBS為由地面站靈敏度決定的半徑，則有：

(1)當(dāng)d≤R_SAT時(shí)，衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫禁止蜂窩基站進(jìn)行毫米波頻段的星地頻譜共享；

(2)當(dāng)R_SAT＜d≤R_CBS時(shí)，衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫向蜂窩基站反饋?zhàn)畲鬅o中斷發(fā)射功率(MOFTP)，衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫通過求解下面的優(yōu)化問題得到MOFTP：

該優(yōu)化問題是一個(gè)非凸的非線性優(yōu)化問題，P_CBS,peak表示峰值發(fā)射功率，P_CBS為蜂窩基站的發(fā)射功率，P_CBS屬于有限區(qū)間P_CBS∈[0,P_CBS,peak]，通過窮舉法得到MOFTP，即蜂窩基站必須采用小于的發(fā)射功率進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；其中，C(P_CBS)為蜂窩基站采用MOFTP傳輸數(shù)據(jù)時(shí)蜂窩基站的吞吐率；

(3)當(dāng)d＞R_CBS時(shí)，衛(wèi)星軌跡數(shù)據(jù)庫向蜂窩基站反饋峰值發(fā)射功率P_CBS,peak，允許蜂窩基站采用峰值發(fā)射功率P_CBS,peak傳輸數(shù)據(jù)。