[發明專利]一種衛星通信系統高可靠切換方法和系統

在審

• 申請號: 202110030258.6
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112583465A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 史焱;李江華;齊東元
• 申請（專利權）人: 南京凱瑞得信息科技有限公司
• 主分類號: H04B7/06
• 分類號: H04B7/06;H04B7/08;H04W16/28;H04W72/04;H04W84/06
• 代理公司: 北京瀛和律師事務所 11744
• 代理人: 段曉林

本發明涉及衛星通信領域，公開了一種衛星通信系統高可靠切換方法和系統，其技術方案要點是包括如下步驟：獲取系統運行狀態參數輸入到預測模型中；預測模型根據獲取的系統運行狀態參數進行計算，給出預測切換方案；終端按照預測切換方案進行通信；對終端的切換通信過程進行檢測，并根據監測到的終端切換通信過程，判斷出最優切換信道，再計算出切換預測偏差數據；根據切換預測偏差數據訓練并更新預測模型。

技術領域

本發明涉及衛星通信領域，更具體地說，它涉及一種衛星通信系統高可靠切換方法和系統。

背景技術

隨著衛星通信需求的不斷增加，為提高系統通信容量，衛星通信采用多星星座及多波束設計，由于中低軌道衛星及終端的運動，終端面臨在衛星波束間切換以保證通信連續性的技術問題。

現有衛星終端在進行星間波束切換時，其工作流程一般如下所示：

(1) 衛星終端設備測量信號質量；

(2) 衛星終端向源衛星發起切換請求；

(3) 源衛星上報信關站；

(4) 信關站通知目的性預留資源；

(5) 信關站通知源衛星進行切換；

(6) 源衛星通知衛星終端進行切換；

(7) 用戶終端和目的星建立通信鏈路；

(8) 切換成功后釋放相關資源。

衛星通信終端在低軌星座下進行通信切換時會面臨如下問題：

切換時間短：衛星運動速度快，達到7km/s，低軌星為提高系統容量，采用大量點波束，波束間重疊區域較小(10km)，因此會導致終端進行切換的時間小于1秒，如果不能在該時間內完成波束切換，則導致通信中斷；

終端信號測量誤差大：由于終端處于運動狀態，環境、姿態等變化大，終端在短時間(如1s)測量衛星信號質量，會出現測量誤差較大的情況，影響切換決策準確性；

基于信號測量的切換方法一般是假設每個波束均同時存在信令信道和業務信道，當終端可以接收到相鄰波束信令信道信號時，通過測量該信號強度來判斷是否發起切換。但是，隨著單顆衛星波束數量增加，這種設計面臨越來越多的問題，比如帶寬利用率低、天線通道實現復雜、終端接入困難等，因此，為解決該問題，可采用單個信令寬波束+多個業務點波束的衛星設計，此時，現有切換方法無法有效工作。

現有技術中的切換方法僅依靠較單一的判斷標準，比如信號強度、位置、距離等單一信息，且具體的切換方法一旦設計完成即不可更改，但是系統實際運行存在諸多不確定因素，比如測量誤差、衛星軌道漂移、波束賦形偏差、終端所處環境多樣等，這些因素共同作用，導致系統實際運行與設計存在偏差，該問題會降低實際系統運行的切換性能指標。

發明內容

本發明的目的是提供一種衛星通信系統高可靠切換方法和系統，能夠隨著系統的運行不斷優化性能，提高信道資源利用率，更加適用于實際使用。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：一種衛星通信系統高可靠切換方法，包括如下步驟：

獲取系統運行狀態參數輸入到預測模型中；

預測模型根據獲取的系統運行狀態參數進行計算，給出預測切換方案；

終端按照預測切換方案進行通信；

對終端的切換通信過程進行檢測，并根據監測到的終端切換通信過程，判斷出最優切換信道，再計算出切換預測偏差數據；

根據切換預測偏差數據訓練并更新預測模型。

作為本發明的一種優選技術方案，所述獲取系統運行狀態參數輸入到預測模型中的步驟包括：信關站周期性獲取系統運行狀態參數。

作為本發明的一種優選技術方案，所述系統運行狀態參數包括：終端位置、衛星運行軌道參數、波束覆蓋參數、衛星和終端運動速度、接收信號強度。