[發明專利]一種低軌衛星系統的多波束自適應管理方法及裝置

在審

• 申請號: 202010420467.7
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111416648A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 李立華;張平;魏小敏;陳藝苑
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/185
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 丁蕓;馬敬

本發明實施例提供了一種低軌衛星系統的多波束自適應管理方法及裝置，其中方法通過天線波束的中心對準用戶，可以增加了天線增益，以及通過天線波束的空間變化，減小了不同天線波束之間的干擾；并且，為所有天線波束中被調用的各天線波束，確定多個子頻帶中最優子頻帶，以使用戶鏈路系統的容量最大化，這樣由于頻帶劃分與天線波束的聯合，為天線波束確定最優子頻帶，減少了天線波束的同頻干擾，進一步減少了用戶鏈路系統內的總體干擾，增大了低軌衛星系統的容量。

技術領域

本發明涉及衛星通信技術領域，特別是涉及一種低軌衛星系統的多波束自適應管理方法及裝置。

背景技術

為了促使第五代移動通信技術(5Generation，簡稱5G)向第六代移動通信技術(6Generation，簡稱6G)天地一體化發展，衛星移動通信被認為是建立全球個人通信必不可少的重要手段。

參與衛星移動通信的通信衛星按照衛星軌道高度的不同被分類為低軌通信衛星(Low Earth Orbit Satellite，簡稱LEO)、中軌通信衛星(Medium Earth Orbit MEO)和高軌地球同步通信衛星(Geostationary Earth Orbit，GEO)。

其中，低軌衛星通信系統的基本通信架構如圖1所示，低軌衛星通信系統一般由三部分鏈路組成，即用戶鏈路、星間鏈路和饋電鏈路。其中，用戶鏈路是指衛星覆蓋范圍內的用戶終端13和衛星11之間的鏈路。一般衛星覆蓋范圍內的多個波束內允許衛星為不同波束覆蓋區域提供不同種類的服務，而星間鏈路是指衛星11與衛星11之間通信的鏈路，它由多個衛星星座構成，每個星座又涉及一系列軌道參數和獨立的衛星參數，通過星間鏈路可以實現衛星之間的信息傳輸和交換；饋電鏈路是指衛星11與地面信關站12之間通信的鏈路。

目前為了提高衛星系統中的資源利用率，低軌衛星系統開始使用天線陣列的多波束形成方法，實現目標信號的傳輸。但是，目前在多波束低軌衛星系統中，由于多個波束使用相同子頻帶服務不同用戶時，各波束之間產生干擾，進而降低了低軌衛星系統的容量。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種低軌衛星系統的多波束自適應管理方法及裝置，用以減少用戶鏈路系統內的總體干擾，進而增大低軌衛星系統的容量。具體技術方案如下：

第一方面，本發明實施例提供了一種低軌衛星系統的多波束自適應管理方法，包括：

獲取用戶鏈路系統所工作的頻帶，并將所述頻帶劃分為多個子頻帶；

在單個衛星覆蓋范圍內天線波束的中心對準用戶的情況下，獲取干擾因子，所述干擾因子是指假定所有天線波束中每兩個以上天線波束使用相同子頻帶服務不同用戶時，每兩個以上天線波束之間產生的干擾，所對應的干擾因子；

利用所述干擾因子，確定用戶鏈路系統的容量；

在最大化所述用戶鏈路系統的容量的基礎上，為所有天線波束中被調用的各天線波束，確定所述多個子頻帶中最優子頻帶。

進一步的，所述獲取干擾因子，包括：

獲取以衛星為參考點所述單個衛星覆蓋范圍內任一當前用戶位置；

獲取以衛星為參考點所述單個衛星覆蓋范圍內任一當前用戶位置與衛星位置構成的夾角，接收天線的天線增益，發送天線的天線增益，噪聲功率及目標信號在空間傳播所產生的路徑損耗；

采用所述夾角、所述接收天線的天線增益，所述發送天線的天線增益，所述噪聲功率及所述路徑損耗，計算所述當前用戶的接收信號信噪比以及干擾信號信噪比，其中，所述接收信號包括目標信號和其他用戶對所述當前用戶產生的干擾信號；

將所述接收信號信噪比與所述干擾信號信噪比的比值，作為干擾因子。

進一步的，采用如下步驟，確定單個衛星覆蓋范圍內天線波束的中心對準單個衛星覆蓋范圍內的用戶：