[發明專利]一種基于跳波束通信體制的低軌衛星波束調度方法

有效

• 申請號: 202010913350.2
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112235031B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 郝珊珊;王文福;饒建兵;高銘陽;賈涵秀;張悅誠
• 申請（專利權）人: 航天科工空間工程發展有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04B17/40
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 付生輝

本發明的實施例公開了一種基于跳波束通信體制的低軌衛星波束調度方法，其特征在于，包括：S10、用戶站自主推算當前自身所在波位編號；S30、用戶站在業務申請信息中附帶波位編號和波位持續的有效時間上報給衛星基站；S50、衛星基站根據所述用戶站所在波位編號和波位持續的有效時間統一調度波束資源進行波束投射服務。該方法一方面能夠降低衛星計算壓力，另一方面能夠降低空口傳輸壓力，用戶站無需實時上報自己的位置信息，能夠有效降低衛星基站的計算壓力、及空口傳輸壓力，從而實現高效的波束指向調度，提高了資源分配響應時間。

技術領域

本發明涉及低軌衛星通信領域，更具體的，涉及一種基于跳波束通信體制的低軌衛星波束調度方法、模塊、存儲模塊和計算機設備。

背景技術

低軌衛星通信系統用戶分布具有小規模聚集性的特點、且分布的隨機性較強，一般為非均勻覆蓋。傳統低軌通信衛星采用若干個固定波束持續對地覆蓋、與用戶分布區域無關，從而導致無用戶的區域也同樣獲得衛星的能量覆蓋，反而在通信帶寬需求更大的用戶比較集中的區域，會因為多用戶共享有限的資源導致用戶體驗下降，降低系統資源使用效率。另外，衛星通信終端直接面向用戶，應適應低成本和小型化的市場需求，以最小的口徑來滿足用戶期望的最大帶寬，終端的小口徑意味著星載用戶天線需有較高的增益，天線高增益意味著波束角度變窄。為了解決衛星覆蓋范圍與系統效率之間的矛盾、以及衛星覆蓋范圍與天線增益之間的矛盾，跳波束通信體制應運而生。跳波束通信體制采用星載多波束相控陣天線，星上形成幾個點波束，按照地面用戶資源使用需求及星上資源使用情況，實現對波束在時域、頻域、空域的多維靈活調度，即在正確的時間調度正確的波束服務于正確的用戶，而不造成干擾。

發明內容

本發明第一個實施例提供一種基于跳波束通信體制的低軌衛星波束調度方法，包括：

S10、用戶站自主推算當前自身所在波位編號；

S30、用戶站在業務申請信息中附帶波位編號和波位持續的有效時間上報給衛星基站；

S50、衛星基站根據所述用戶站所在波位編號和波位持續的有效時間統一調度波束資源進行波束投射服務。

在一個具體的實施例中，在所述S10之前的步驟還包括：

根據衛星覆蓋范圍及星上點波束參數特性，將衛星覆蓋區域在地面上的投影按照相控陣天線波位進行排布劃分，并將劃分的波位進行編號；

根據星上點波束角度信息和所述確定的波位排布信息，以星下點為參考點，計算衛星覆蓋區域在地面上的投影內所有波位相對于參考點的角度和距離，并以矢量表的形式存儲在用戶站。

在一個具體實施例中，所述S10包括：

S101、用戶站獲得自身的位置信息及系統時間信息，同時接收廣播星歷信息，通過基帶解析并提取出星歷；

S103、用戶站基于初始星歷進行軌道遞推；

S105、以當前衛星星下點位置作為參考點，用戶站根據自身位置信息、衛星軌道信息以及系統時間信息實時計算出自身相對參考點的角度和距離，通過存儲的矢量表映射到當前所處的波位編號。

在一個具體實施例中，所述衛星基站是一個波束單元處理實體，對于星上處理轉發載荷，衛星基站位于星上，為通信載荷的一部分；對于透明轉發載荷，衛星基站位于地面信關站。

本發明的第二個實施例提供一種基于跳波束通信體制的低軌衛星波束調度模塊，其特征在于，包括：用戶站和衛星基站，其中，

用戶站，用于自主推算當前自身所在波位編號；

用戶站在業務申請信息中附帶波位編號和波位持續的有效時間上報給衛星基站；

衛星基站，用于根據所述用戶站所在波位編號和波位持續的有效時間統一調度波束資源進行波束投射服務。