在没有指南针的情况下捕获LEO卫星制造技术

公开了用于在用户终端与和第一卫星服务相关联的第一卫星之间建立通信链路的方法和装置。用户终端至少部分地基于由与用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息来确定用户终端的位置，至少部分地基于与同第一卫星服务不同的第二卫星服务相关联的第二卫星的位置来确定用户终端的参考方位角，获得用于第一卫星的星历数据，以及至少部分地基于用户终端的位置、用户终端的参考方位角以及所接收的星历数据，来将用户终端的定向天线与第一卫星对准。

Capture LEO satellites without a compass

A method and apparatus for establishing a communication link between a user terminal and a first satellite associated with a first satellite service are disclosed. At least part of the user terminal determines the location of the user terminal based on the location information provided by the satellite positioning system (SPS) receiver associated with the user terminal, at least partly based on the position of the second satellite associated with the second satellite service different from the first satellite service to determine the reference azimuth of the user terminal, The ephemeris data for the first satellite, and at least partly based on the location of the user terminal, the reference azimuth of the user terminal, and the received ephemeris data, are used to align the directional antenna of the user terminal with the first satellite.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在没有指南针的情况下捕获LEO卫星
本文描述的各个方面涉及卫星通信，并且更具体地，本文描述的各个方面涉及改善对从地基设备发送的弱信号的接收。
技术介绍
传统的基于卫星的通信系统包括网关以及用于在网关与一个或多个用户终端之间中继通信信号的一个或多个卫星。网关是地球站，其具有用于将信号发送给通信卫星以及从通信卫星接收信号的天线。网关使用卫星提供用于将用户终端连接到其它用户终端或者其它通信系统(例如，公共交换电话网络、互联网和各种公共和/或私有网络)的用户的通信链路。卫星是用于中继信息的轨道接收机和中继器。如果用户终端在卫星的“覆盖区(footprint)”内，那么卫星可以从用户终端接收信号以及将信号发送给用户终端。卫星的覆盖区是在地球表面上的在卫星的信号的范围内的地理区域。通过使用一个或多个天线，覆盖区通常在地理上被划分为“波束”。每个波束覆盖在覆盖区内的特定地理区域。可以对波束进行定向，以使得来自同一卫星的多于一个的波束覆盖同一特定地理区域。地球同步卫星已经长期被用于通信。地球同步卫星相对于地球上的给定地点是静止的，并且因此，在地球上的通信收发机与地球同步卫星之间的无线电信号传播中几乎不存在定时偏移和频率偏移。然而，由于地球同步卫星限于地球同步轨道(GSO)，所以可以被放置在GSO中的卫星的数量是有限的。作为地球同步卫星的替代，使用非地球同步轨道(NGSO)(例如，低地轨道(LEO))中的卫星的星座的通信系统已经被设计为向整个地球或者地球的至少大部分提供通信覆盖。用户终端(UT)可以使用高增益和高度定向天线来从诸如LEO卫星之类的NGSO卫星接收信号。安装和对准高度定向天线以与NGSO建立通信链路对于未经训练的用户(例如，消费者或者房主)而言可能是困难的，例如，由于缺乏参考方位角、NGSO卫星的轨道速度和/或与高增益和高度定向天线相关联的相对窄的波束宽度(例如，与和全向天线相关联的相对宽的波束宽度相比)。
技术实现思路
本公开内容的各方面涉及用于在用户终端与可以形成卫星星座的一个或多个卫星之间建立通信链路的装置和方法。在一个例子中，公开了一种用于在用户终端与和第一卫星服务相关联的第一卫星之间建立通信链路的方法。所述方法可以包括：至少部分地基于由与所述用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息，来确定所述用户终端在地球上的位置。所述方法还可以包括：至少部分地基于与第二卫星服务相关联的第二卫星的位置，来确定所述用户终端的参考方位角，所述第二卫星服务与所述第一卫星服务不同。所述方法还可以包括：获得用于所述第一卫星的星历数据，并且然后至少部分地基于所述用户终端的所述位置、所述用户终端的所述参考方位角以及所获得的星历数据，来将所述用户终端的定向天线与所述第一卫星对准。在另一个例子中，公开了一种用于与和第一卫星服务相关联的第一卫星建立通信链路的用户终端。所述用户终端可以包括：用于至少部分地基于由与所述用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息，来确定所述用户终端在地球上的位置的单元。所述用户终端还可以包括：用于至少部分地基于与第二卫星服务相关联的第二卫星的位置，来确定所述用户终端的参考方位角的单元，所述第二卫星服务与所述第一卫星服务不同。所述用户终端还可以包括：用于获得用于所述第一卫星的星历数据的单元；以及用于至少部分地基于所述用户终端的所述位置、所述用户终端的所述参考方位角以及所获得的星历数据，来将所述用户终端的定向天线与所述第一卫星对准的单元。在另一个例子中，公开了一种用于与和第一卫星服务相关联的第一卫星建立通信链路的用户终端。所述用户终端可以包括一个或多个处理器以及被配置为存储指令的存储器。由所述一个或多个处理器对所述指令的执行可以使得所述用户终端进行以下操作：至少部分地基于由与所述用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息，来确定所述用户终端在地球上的位置。由所述一个或多个处理器对所述指令的执行还可以使得所述用户终端进行以下操作：至少部分地基于与第二卫星服务相关联的第二卫星的位置，来确定所述用户终端的参考方位角，所述第二卫星服务与所述第一卫星服务不同。由所述一个或多个处理器对所述指令的执行还可以使得所述用户终端进行以下操作：获得用于所述第一卫星的星历数据；以及至少部分地基于所述用户终端的所述位置、所述用户终端的所述参考方位角以及所获得的星历数据，来将所述用户终端的定向天线与所述第一卫星对准。在另一个例子中，公开了一种非暂时性计算机可读介质。所述非暂时性计算机可读介质可以存储指令，所述指令在由用户终端的一个或多个处理器执行时可以使得所述用户终端进行以下操作：至少部分地基于由与所述用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息，来确定所述用户终端在地球上的位置。由所述一个或多个处理器对所述指令的执行还可以使得所述用户终端进行以下操作：至少部分地基于与第二卫星服务相关联的第二卫星的位置，来确定所述用户终端的参考方位角的单元，所述第二卫星服务与所述第一卫星服务不同。由所述一个或多个处理器对所述指令的执行还可以使得所述用户终端进行以下操作：获得用于所述第一卫星的星历数据；以及至少部分地基于所述用户终端的所述位置、所述用户终端的所述参考方位角以及所获得的星历数据，来将所述用户终端的定向天线与所述第一卫星对准。附图说明本公开内容的各方面是通过举例的方式来示出的，而并不旨在受附图中的各图限制。图1示出了示例通信系统的框图。图2示出了图1中的网关的一个例子的框图。图3示出了图1中的卫星的一个例子的框图。图4示出了图1中的用户终端(UT)的一个例子的框图。图5示出了图1中的用户设备(UE)的一个例子的框图。图6示出了描绘地球上的示例UT、与第一卫星服务相关联的多个第一卫星以及与第二卫星服务相关联的多个第二卫星的图。图7示出了图1中的UT的另一例子的框图。图8A示出了描绘图7中的UT与四个定位卫星相通信的图。图8B示出了描绘到GSO弧的仰角与针对地球上的若干示例纬度的方位角之间的关系的曲线图。图8C示出了描绘将图7中的UT的定向天线升高到与GSO弧相关联的仰角的图。图8D示出了描绘图7中的UT基于图6中的第二卫星中的一个卫星的位置信息来确定参考方位角的图。图9A-9C示出了描绘用于在用户终端与图6中的第一卫星中的选择的第一卫星之间建立通信链路的示例操作的说明性流程图。图10A示出了描绘处于围绕地球的第一高椭圆轨道(HEO)中的卫星的图。图10B示出了描绘处于围绕地球的第二高椭圆轨道(HEO)中的卫星的图。图11是如本文教导的被配置为与卫星建立通信链路的装置的若干示例方面的另一框图。贯穿各附图，类似的附图标记指代对应的部分。具体实施方式本文描述的示例实现可以允许用户终端在不具有用户终端的取向(orientation)(例如，相对于真北方向)的先验知识的情况下，并且在定位、识别或者追踪卫星方面不具有经验的情况下，定位与第一卫星服务相关联的第一卫星以及与其建立通信链路。如以下更详细地描述的，用户终端可以使用已知的卫星定位技术来确定其在地球上的位置，并且然后可以使用其确定的位置来计算到天空中的弧的仰角，其中，与第二卫星服务相关联的多个第二卫星可以沿着该弧设置。用户终端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在用户终端与和第一卫星服务相关联的第一卫星之间建立通信链路的方法，所述方法包括：至少部分地基于由与所述用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息，来确定所述用户终端在地球上的位置；至少部分地基于与第二卫星服务相关联的第二卫星的位置，来确定所述用户终端的参考方位角，所述第二卫星服务与所述第一卫星服务不同；获得用于所述第一卫星的星历数据；以及至少部分地基于所述用户终端的所述位置、所述用户终端的所述参考方位角以及所获得的星历数据，来将所述用户终端的定向天线与所述第一卫星对准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.23 US 14/862,6471.一种用于在用户终端与和第一卫星服务相关联的第一卫星之间建立通信链路的方法，所述方法包括：至少部分地基于由与所述用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息，来确定所述用户终端在地球上的位置；至少部分地基于与第二卫星服务相关联的第二卫星的位置，来确定所述用户终端的参考方位角，所述第二卫星服务与所述第一卫星服务不同；获得用于所述第一卫星的星历数据；以及至少部分地基于所述用户终端的所述位置、所述用户终端的所述参考方位角以及所获得的星历数据，来将所述用户终端的定向天线与所述第一卫星对准。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述获得包括：从所述第二卫星接收包括用于所述第一卫星的所述星历数据的信标。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述信标包括从所述第二卫星发送的子载波信号。4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述星历数据是使用第一调制方案被编码到所述信标上的，所述第一调制方案与和所述第二卫星服务相关联的第二调制方案不同。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一卫星处于围绕地球的非地球同步轨道(NGSO)中，以及所述第二卫星处于围绕地球的地球同步轨道(GSO)中。6.根据权利要求5所述的方法，其中，确定所述参考方位角包括：至少部分地基于所述用户终端的所确定的位置，来计算所述用户终端与所述第二卫星之间的仰角；将所述定向天线升高到所计算得到的仰角；使所述定向天线在方位角上的取向增加，直到从所述第二卫星接收到一个或多个信号为止；至少部分地基于一个或多个所接收的信号，来验证所述第二卫星的身份；以及至少部分地基于所述定向天线的所述取向和所述第二卫星的已知位置，来推导所述参考方位角。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述定向天线的所述取向是至少部分地基于所接收的信号中的至少一个信号的信号强度的。8.根据权利要求6所述的方法，其中，验证所述第二卫星的身份包括：解调一个或多个所接收的信号，以提取所述第二卫星的标识符；以及将所提取的标识符与所述第二卫星的预定标识符进行比较。9.根据权利要求6所述的方法，其中，验证所述第二卫星的身份包括：确定所述第二卫星的活动转发器的配置；以及将所确定的活动转发器的配置与所述第二卫星的预定的活动转发器配置进行比较。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一卫星处于围绕地球的非地球同步轨道(NGSO)中，所述第二卫星处于围绕地球的高椭圆轨道(HEO)中，以及获得用于所述第一卫星的所述星历数据包括：经由耦合到所述用户终端的贴片天线，从所述第二卫星接收包括用于所述第一卫星的所述星历数据的信标。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述信标是在卫星数字音频无线电服务(SDARS)频带上接收的，以及所述通信链路与Ku频带的至少一部分相关联。12.一种用于与和第一卫星服务相关联的第一卫星建立通信链路的用户终端，所述用户终端包括：一个或多个处理器；以及存储器，其被配置为存储在由所述一个或多个处理器执行时使得所述用户终端进行以下操作的指令：至少部分地基于由与所述用户终端相关联的卫星定位系统(SPS)接收机提供的地点信息，来确定所述用户终端在地球上的位置；至少部分地基于与第二卫星服务相关联的第二卫星的位置，来确定所述用户终端的参考方位角，所述第二卫星服务与所述第一卫星服务不同；获得用于所述第一卫星的星历数据；以及至少部分地基于所述用户终端的所述位置、所述用户终端的所述参考方位角以及所获得的星历数据，来将所述用户终端的定向天线与所述第一卫星对准。13.根据权利要求12所述的用户终端，其中，对所述用于获得用于所述第一卫星的所述星历数据的指令的执行使得所述用户终端进行以下操作：从所述第二卫星接收包括用于所述第一卫星的所述星历数据的信标。14.根据权利要求12所述的用户终端，其中，所述第一卫星处于围绕地球的非地球同步轨道(NGSO)中，以及所述第二卫星处于围绕地球的地球同步轨道(GSO)中。15.根据权利要求14所述的用户终端，其中，对所述用于确定所述参考方位角的指令的执行使得所述用户终端进行以下操作：至少部分地基于所述用户终端的所确定的位置，来计算所述用户终端与所述第二卫星之间的仰角；将所述定向天线升高到所计算得到的仰角；使所述定向天线在方位角上的取向增加，直到从所述第二卫星接收到一个或多个信号为止；至少部分地基于一个或多个所接收的信号，来验证所述第二卫星的身份；以及至少部分地基于所述定向天线的所述取向和所述第二卫星的已知位置，来推导所述参考方位角。16.根据权利要求15所述的用户终端，其中，对所述用于验证所述第二卫星的身份的指令的执行使得所述用户终端进行以下操作：解调一个或多个所接收的信号，以提取所述第二卫星的标识符；以及将所提取的标识符与所述第二卫星的预定标识符进行比较。17.根据权利要求15所述的用户终端，其中，对所述用于验证所述第二卫星的身份的指令的执行使得所述用户终端进行以下操作：确定所述第二卫星的活动转发器的配置；以及将所确定的活动转发器的配置与所述第二卫星的预定的活动转发器配置进行比较。18.根据权利要求12所述的用户终端，其中，所述第一卫星处于围绕地球的非地球同步轨道(NGSO)中，所述第二卫星处于围绕地球的高椭...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·H·戴维斯，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US