CN116155345B - 一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法 - Google Patents
一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116155345B CN116155345B CN202211638854.3A CN202211638854A CN116155345B CN 116155345 B CN116155345 B CN 116155345B CN 202211638854 A CN202211638854 A CN 202211638854A CN 116155345 B CN116155345 B CN 116155345B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mode
- working
- low
- coverage
- switched
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 15
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18519—Operations control, administration or maintenance
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
- H04W16/24—Cell structures
- H04W16/28—Cell structures using beam steering
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W72/00—Local resource management
- H04W72/04—Wireless resource allocation
- H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
- H04W72/046—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource the resource being in the space domain, e.g. beams
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法,属于卫星波束覆盖领域。本发明首先将全球划分为多类区域,并计算各个波束的实时覆盖区域;然后将波束工作模式分为三种模式,当本波束进行模式切换时,其相邻波束也要具备工作在新模式的条件,然后本波束与其相邻波束一同切换至新模式;最后,根据收到的波束模式切换指令,在满足波束工作模式切换规则的条件下,形成目标模式的波束信号。本发明实现了低轨通信卫星在全球范围内提供灵活的通信服务,并可以避免波束间的干扰影响。
Description
技术领域
本发明涉及卫星波束覆盖领域,具体是指一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法。
背景技术
目前,通信卫星通过多波束覆盖地球以提供广域的通信服务已经有所应用。但是,低轨卫星通过多个波束实现全球覆盖的通信星座比较少,在此场景中由于受到ITU对不同地区的落地功率限制,同时由于低轨卫星的的快速移动特性,波束需要实时切换工作模式。因此,需要根据服务需求及约束条件设计灵活的波束使用策略,以满足多样的应用场景。
根据ITU无线电规则要求,在使用L频段开展通信业务时,将全球区域划分为一/二/三区。在不同区域,卫星下行信号功率受到落地功率谱密度限制。根据此限制条件,规划通信功能在不同区域提供不同的服务模式,具体如表1所示:
表1L频段卫星通信工作模式规划表
地区分类 | L频段通信工作模式 | 备注 |
一区(及澳大利亚、新西兰) | 模式2 | |
二区 | 模式3 | |
三区(澳大利亚、新西兰除外) | 模式1 |
三种工作模式的服务能力依次为,模式1优于模式2,模式2优于模式3。低轨卫星波束覆盖不同区域时,需要切换不同的工作模式。工作模式切换的原则为,根据ITU规则的约束力:二区>一区>三区,波束覆盖区域只要涉及约束力强的区域,就必须切换为对应的工作模式。
常规技术为整星波束统一切换模式。例如,当卫星波束覆盖从三区向一区推演时,若整星波束统一切换工作模式,则当卫星任意波束覆盖一区时所有都工作在模式2,此时虽然绝大部分波束覆盖三区,但是服务模式必须降级为模式2;若各波束工作模式分别可控,则可根据单波束的覆盖情况配置各个波束分别工作在模式1和模式,仅覆盖或者靠近一区的波束降级为模式2,其余覆盖三区的波束仍工作在服务能力更强的模式1。
因此,整星切换工作模式的方案,限制了卫星的多波束工作模式灵活性,从而使卫星的通信服务能力受限。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法。本方法根据卫星轨道信息计算各个波束的实时覆盖区域,当波束覆盖位置满足切换判据时,快速切换模式,可大大增加波束使用灵活性,提高通信服务能力。
本发明的目的是这样实现的:
一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法,包括以下步骤:
根据落地功率限制规则,将全球划分为多类区域,并根据卫星轨道信息计算各个波束的实时覆盖区域,当波束覆盖位置满足切换判据时,发送波束模式切换指令;
设置波束工作模式切换规则:将波束工作模式分为模式1、模式2和模式3,当本波束进行模式切换时,其相邻波束也要具备工作在新模式的条件,然后本波束与其相邻波束一同切换至新模式;
根据收到的波束模式切换指令,在满足波束工作模式切换规则的条件下,形成目标模式的波束信号。
进一步地,波束模式切换支持多种工作模式的软件功能同时在线,当收到波束模式切换指令时,快速切换至目标模式。
本发明相比背景技术具有如下优点:
1.卫星波束的工作模式灵活可配置,随着低轨卫星覆盖区域变化,满足不同应用场景的应用需求;
2.多波束模式切换时,设计了波束保护带(即需要切换模式的波束的相邻波束),能够降低不同模式波束之间的影响,提高波束的可用度,提升***的通信服务能力。
附图说明
图1是本发明方法的原理方框图。
具体实施方式
参照图1,一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法,其通过波束管控、波束模式切换、波束成形等环节实现波束工作模式的切换。具体包括以下步骤:
根据落地功率限制规则,将全球划分为多类区域,并根据卫星轨道信息计算各个波束实时覆盖区域,当波束覆盖位置满足切换判据时,向所述波束模式切换模块发送切换指令。
波束工作模式分为模式1、模式2和模式3。波束工作模式切换的规则是,假定波束根据发射功率从大到小分为模式1、模式2和模式3,当本波束进行模式切换时,其相邻波束也应具备工作在新模式的条件,且本波束与其相邻波束一同切换工作模式。例如,若卫星多个波束逐步从模式1切换至模式2,则在某波束切换为模式2时,其相邻的工作于模式1的波束也须切换为模式2;若卫星多个波束逐步从模式2切换至模式1,则在某波束切换为模式1时,其相邻的工作于模式2的波束也应满足工作在模式1的条件,直至所有相邻波束都满足工作在模式1的条件,再一同切换至模式1。
波束模式切换支持多种工作模式软件功能同时在线,当收到切换指令时,快速切换至目标模式,形成目标模式的波束信号。
该方法的效果可通过如下示例来说明:
当卫星波束覆盖从三区向一区推演时,若整星波束统一切换工作模式,则当卫星任意波束覆盖一区时所有都工作在模式2,此时虽然绝大部分波束覆盖三区,但是服务模式必须降级为模式2;若采用逐波束控制工作模式切换,则可根据单波束的覆盖情况配置各个波束分别工作在两种工作模式(模式1+模式2),仅覆盖或者靠近一区的波束降级为模式2,其余覆盖三区的波束仍工作在服务能力更强的模式1。
当卫星同时覆盖一区、二区和三区时,若整星波束统一切换工作模式,则所有都工作在模式3;若逐波束控制工作模式切换,则可根据单波束的覆盖情况配置各个波束分别工作在三种工作模式(模式1+模式2+模式3)。
显然,本发明逐波束控制工作模式切换的方案,可大大增加波束使用灵活性,提高通信服务能力。
总之,现有技术中,低轨星座的卫星通过多波束实现全球覆盖时,由于受到ITU在不同地区的落地功率限制,使得波束覆盖不同区域时的发射功率不同,因而工作在不同的工作模式。同时,由于低轨卫星的的快速移动特性,波束需要实时切换工作模式。本方法根据卫星轨道信息计算各个波束的实时覆盖区域,当波束覆盖位置满足切换判据时快速切换模式,实现了低轨通信卫星在全球范围内提供灵活的通信服务。此外,多波束模式切换时采用了设计保护带(即需要切换模式的波束的相邻波束)的方式,可以避免波束间的干扰影响。
Claims (2)
1.一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据落地功率限制规则,将全球划分为多类区域,并根据卫星轨道信息计算各个波束的实时覆盖区域,当波束覆盖位置满足切换判据时,发送波束模式切换指令;
设置波束工作模式切换规则:将波束工作模式分为模式1、模式2和模式3,当本波束进行模式切换时,其相邻波束也要具备工作在新模式的条件,然后本波束与其相邻波束一同切换至新模式;
根据收到的波束模式切换指令,在满足波束工作模式切换规则的条件下,形成目标模式的波束信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法,其特征在于,波束模式切换支持多种工作模式的软件功能同时在线,当收到波束模式切换指令时,快速切换至目标模式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211638854.3A CN116155345B (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211638854.3A CN116155345B (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116155345A CN116155345A (zh) | 2023-05-23 |
CN116155345B true CN116155345B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=86339999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211638854.3A Active CN116155345B (zh) | 2022-12-20 | 2022-12-20 | 一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116155345B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050019924A (ko) * | 2002-07-23 | 2005-03-03 | 퀄컴 인코포레이티드 | 프라이머리 다중 빔 위성 및 백업 다중 빔 위성을 가지는위성통신 시스템 |
US6975600B1 (en) * | 2000-09-18 | 2005-12-13 | The Directv Group, Inc. | Multimode transmission system using TDMA |
CN103595463A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-19 | 中国科学技术大学 | 基于波束业务量的卫星波束覆盖动态调整方法 |
CN110582094A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-12-17 | 成都天奥集团有限公司 | 一种基于星历和用户位置计算的定时触发切换方法 |
CN111052503A (zh) * | 2017-04-10 | 2020-04-21 | 维尔塞特公司 | 适应卫星通信的覆盖区域调整 |
CN115462007A (zh) * | 2020-04-30 | 2022-12-09 | 松下电器(美国)知识产权公司 | 用户设备和基站 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013086338A1 (en) * | 2011-12-08 | 2013-06-13 | Viasat, Inc. | Interference management in a hub-spoke spot beam satellite communication system |
-
2022
- 2022-12-20 CN CN202211638854.3A patent/CN116155345B/zh active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6975600B1 (en) * | 2000-09-18 | 2005-12-13 | The Directv Group, Inc. | Multimode transmission system using TDMA |
KR20050019924A (ko) * | 2002-07-23 | 2005-03-03 | 퀄컴 인코포레이티드 | 프라이머리 다중 빔 위성 및 백업 다중 빔 위성을 가지는위성통신 시스템 |
CN103595463A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-02-19 | 中国科学技术大学 | 基于波束业务量的卫星波束覆盖动态调整方法 |
CN111052503A (zh) * | 2017-04-10 | 2020-04-21 | 维尔塞特公司 | 适应卫星通信的覆盖区域调整 |
CN110582094A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-12-17 | 成都天奥集团有限公司 | 一种基于星历和用户位置计算的定时触发切换方法 |
CN115462007A (zh) * | 2020-04-30 | 2022-12-09 | 松下电器(美国)知识产权公司 | 用户设备和基站 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
低轨点波束增强实现区域定位阻断分析;侯林源等;中国知网;20220831;全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116155345A (zh) | 2023-05-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1049269B1 (en) | Satellite transmission system with adaptive transmission loss compensation | |
USRE44173E1 (en) | Method for improving RF spectrum efficiency with repeater backhauls | |
US6463303B1 (en) | Beam forming and switching architecture | |
RU2153226C2 (ru) | Система управления средствами разнесенной передачи сигналов через спутниковые ретрансляторы | |
US6950416B1 (en) | Embedded digital beam forming | |
US6900775B2 (en) | Active antenna array configuration and control for cellular communication systems | |
CN107018514B (zh) | 基于飞行器的空对地通信***与现有对地静止卫星服务之间的频谱共享 | |
US6118767A (en) | Interference control for CDMA networks using a plurality of narrow antenna beams and an estimation of the number of users/remote signals present | |
US9503907B2 (en) | Overlapping cells for wireless coverage | |
JPH0779475A (ja) | 基地局アンテナ・アレンジメント | |
KR102541361B1 (ko) | 증가된 통신 용량을 갖는 위성 시스템 및 위성 시스템들의 용량을 증가시키는 방법들 | |
DE19746774A1 (de) | Verfahren und intelligentes, digitales Strahlformungssystem für Kommunikation mit verbesserter Signalqualität | |
US6642883B2 (en) | Multi-beam antenna with interference cancellation network | |
JP2003249884A (ja) | 柔軟性ハブ−スポーク衛星通信ネットワークを実装するための装置および方法 | |
CN113328787B (zh) | 一种支持协同切换的低轨卫星通信*** | |
US5204686A (en) | RF Feed array | |
CN111884702B (zh) | 一种低轨卫星通信信令装置的设计方法、装置及*** | |
CN116155345B (zh) | 一种基于落地功率限制的低轨星座多波束全球覆盖方法 | |
US6871045B2 (en) | In-orbit reconfigurable communications satellite | |
US6275479B1 (en) | Multiplexed power amplifiers for satellite communication system | |
US20040014502A1 (en) | Antenna system | |
CN109039433B (zh) | 一种高通量卫星的接入载荷*** | |
WO2000021216A2 (en) | Beam overloading solution for overlapped fixed beams | |
EP3242413B1 (en) | Power system for a satellite | |
CN116865829A (zh) | 一种Ka频段多波束星地链路灵活可配置的载荷装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |