一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置，其方法包括：判断与第一卫星地面站通信的第一卫星是否位于第二卫星干扰区域内，其中，第一卫星和第二卫星所在的轨道高度不同，且复用相同的上下行频率资源；若第一卫星位于该干扰区域内，则根据与第一卫星同属一卫星星座系统的，且位于第二卫星干扰区域外的第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第三卫星进行通信。本发明专利技术通过在轨道高度不同的第一卫星和第二卫星间进行频率复用，地面站可在多个同一星座的卫星之间进行灵活的波束切换，不会造成卫星通信系统的干扰，保证卫星通信系统可以复用几乎全部的卫星频率资源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星通信及频率资源复用
，尤其涉及一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置。
技术介绍
卫星通信的频率资源从较低的L波段、S波段，发展到高频的K、Ku、Ka波段。高频段的雨衰大，但是波长小，天线增益高，可用带宽大，可以克服其他缺点，因此得到新一代卫星通信系统的广泛应用。但是，按照现有的频率划分方案，同一频段的资源被高轨道卫星(如静止轨道卫星)占用后，就不能被其他低轨道的卫星系统使用，以免形成干扰。目前在同一静止轨道卫星内，可以利用天线波束成型技术，对频率进行复用；在不同的静止轨道卫星之间，由于轨道位置不同，且相对位置没有变化，也可以在不干扰其他相邻静止轨道卫星的情况下进行频率复用。但是低轨道卫星因为轨道可能与静止轨道卫星在轨道平面上有交叉，难以避免出现低轨道卫星运行到从地面站看来是和静止轨道卫星在同一轨道位置上的情况，由于卫星通信的频率规划是优先保证静止轨道卫星使用，则低轨道卫星无法复用静止轨道卫星已经使用的频率。这样，高低轨道卫星之间频率不能复用，卫星通信系统可用的频率资源大大受限。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置，解决了现有技术中高低轨道卫星之间频率不能复用，导致可用频率资源受限的问题。依据本专利技术的一个方面，提供了一种在高低轨道卫星间的频率复用方法，应用于第一卫星地面站，其频率复用方法具体包括：判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，第一卫星和第二卫星所在的轨道高度不同，且第一卫星和第二卫星复用相同的上下行频率资源；若第一卫星位于第二卫星的干扰区域内，则根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第三卫星进行通信；其中，第三卫星与第一卫星同属一卫星星座系统，且第三卫星位于第二卫星的干扰区域外。其中，该频率复用方法还包括：若第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内，则继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。其中，判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域；根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。其中，根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：根据第一瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第一卫星之间的第一向量；根据第二瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第二卫星之间的第二向量；判断第一向量与第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值；其中，干扰夹角门限值为第二卫星的干扰区域与第一卫星地面站之间的夹角的最大值；若向量夹角小于或等于干扰夹角门限值，则判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；若向量夹角大于干扰夹角门限值，则判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。其中，当第二卫星为地球同步卫星时，判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：获取第一卫星上一次进入第二卫星的干扰区域的第一时间；根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内；或者，判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域；根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。其中，根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：计算当前时间与第一时间的时间差；判断时间差是否大于第一卫星的运行周期；若时间差大于或等于第一卫星的运行周期，则判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；若时间差小于第一卫星的运行周期，则判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。其中，在根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向之后，频率复用方法还包括：再次判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内；若第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内，则根据当前获取的第一卫星的瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第一卫星进行通信；或者，若第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内，继续保持第一卫星地面站与第三卫星进行通信。依据本专利技术的再一个方面，还提供了一种在高低轨道卫星间的频率复用装置，应用于第一卫星地面站，该频率复用装置具体包括：第一判断模块，用于判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，第一卫星和第二卫星所在的轨道高度不同，且第一卫星和第二卫星使用相同的上下行频率资源；第一处理模块，用于当第一卫星位于第二卫星的干扰区域内时，根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第三卫星进行通信；其中，所述第三卫星与所述第一卫星同属一卫星星座系统，且所述第三卫星位于所述第二卫星的干扰区域外。其中，该频率复用装置还包括：第二处理模块，用于当第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内时，继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。其中，第一判断模块具体包括：第一获取单元，用于获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；第二获取单元，用于获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域；第一判断单元，用于根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。其中，第一判断单元具体包括：第一计算子单元，用于根据第一瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第一卫星之间的第一向量；第二计算子单元，用于根据第二瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第二卫星之间的第二向量；第一判断子单元，用于判断第一向量与第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值；其中，干扰夹角门限值为第二卫星的干扰区域与第一卫星地面站之间的夹角的最大值；第一处理子单元，用于当向量夹角小于或等于干扰夹角门限值时，判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；第二处理子单元，用于当向量夹角大于干扰夹角门限值时，判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。其中，第一判断模块具体还包括：第三获取单元，用于获取第一卫星上一次进入第二卫星的干扰区域的第一时间；第二判断单元，用于根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。其中，第二判断单元具体包括：第三计算子单元，用于计算当前时间与第一时间的时间差；第二判断子单元，用于判断时间差是否大于第一卫星的运行周期；第三处理子单元，用于当时间差大于或等于第一卫星的运行周期时，判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；第四处理子单元，用于当时间差小于第一卫星的运行周期时，判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。其中，频率复用装置还包括：第二判断模块，用于再次判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内；第三处理模块，用于当第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内时，根据当前获取的第一卫星的瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在高低轨道卫星间的频率复用方法，应用于第一卫星地面站，其特征在于，包括：判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，所述第一卫星和所述第二卫星所在的轨道高度不同，且所述第一卫星和所述第二卫星使用相同的上下行频率资源；若所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内，则根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向，以使所述第一卫星地面站与所述第三卫星进行通信；其中，所述第三卫星与所述第一卫星同属一卫星星座系统，且所述第三卫星位于所述第二卫星的干扰区域外。

【技术特征摘要】
1.一种在高低轨道卫星间的频率复用方法，应用于第一卫星地面站，其特征在于，包括：判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，所述第一卫星和所述第二卫星所在的轨道高度不同，且所述第一卫星和所述第二卫星使用相同的上下行频率资源；若所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内，则根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向，以使所述第一卫星地面站与所述第三卫星进行通信；其中，所述第三卫星与所述第一卫星同属一卫星星座系统，且所述第三卫星位于所述第二卫星的干扰区域外。2.根据权利要求1所述的频率复用方法，其特征在于，还包括：若所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内，则继续保持所述第一卫星地面站与所述第一卫星进行通信。3.根据权利要求1或2所述的频率复用方法，其特征在于，所述判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：获取与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定所述第二卫星的干扰区域；根据所述第一瞬时位置信息和所述第二瞬时位置信息，判断所述第一卫星是否位于所述第二卫星的干扰区域内。4.根据权利要求3所述的频率复用方法，其特征在于，所述根据所述第一瞬时位置信息和所述第二瞬时位置信息，判断所述第一卫星是否位于所述第二卫星的干扰区域内，具体包括：根据所述第一瞬时位置信息，计算所述第一卫星地面站与所述第一卫星之间的第一向量；根据第二瞬时位置信息，计算所述第一卫星地面站与所述第二卫星之间的第二向量；判断所述第一向量与所述第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门
\t限值；其中，所述干扰夹角门限值为所述第二卫星的干扰区域与所述第一卫星地面站之间的夹角的最大值；若所述向量夹角小于或等于干扰夹角门限值，则判断结果为所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内；若所述向量夹角大于所述干扰夹角门限值，则判断结果为所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内。5.根据权利要求1所述的频率复用方法，其特征在于，当所述第二卫星为地球同步卫星时，所述判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：获取所述第一卫星上一次进入所述第二卫星的干扰区域的第一时间；根据所述第一时间与所述第一卫星的运行周期，判断所述第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内；或者，所述判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：获取与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定所述第二卫星的干扰区域；根据所述第一瞬时位置信息和所述第二瞬时位置信息，判断所述第一卫星是否位于所述第二卫星的干扰区域内。6.根据权利要求5所述的频率复用方法，其特征在于，所述根据所述第一时间与所述第一卫星的运行周期，判断所述第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：计算当前时间与所述第一时间的时间差；判断所述时间差是否大于所述第一卫星的运行周期；若所述时间差大于或等于所述第一卫星的运行周期，则判断结果为所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内；若所述时间差小于所述第一卫星的运行周期，则判断结果为所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内。7.根据权利要求1所述的频率复用方法，其特征在于，在所述根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向之后，所述
\t频率复用方法还包括：再次判断所述第一卫星是否落入所述第二卫星的干扰区域内；若所述第一卫星未落入所述第二卫星的干扰区域内，则根据当前获取的所述第一卫星的瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奎林，高嘉进，
申请(专利权)人：中国移动通信集团公司，
类型：发明
国别省市：北京;11