一种卫星通信系统波束扫描方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种卫星通信系统波束扫描方法及系统，涉及卫星通信系统领域，解决了现有技术中卫星与终端的传输时延及获取时延较长的问题，其技术方案要点是：卫星侧与终端侧进行波束生成与波速扫描形成具有多个峰值的多峰波束；所述卫星侧根据所述多峰波束接收UL参考信号，并进行多峰解算，生成卫星侧的最优指向波束；所述终端侧根据所述多峰波束接收DL参考信号，并进行多峰解算，生成终端侧的最优指向波束；本发明专利技术达到在波束扫描时减少卫星与终端间信令传输次数，同时减少最优波束的获取时延。时延。时延。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星通信系统波束扫描方法及系统


[0001]本专利技术涉及卫星通信系统领域，更具体地说，它涉及一种卫星通信系统波束扫描方法及系统。

技术介绍

[0002]随着5G通信系统开始大规模商用部署，6G作为下一代移动通信系统，目标在于满足未来十年后的社会通信需求。卫星通信网络作为6G的主干关键技术，能够作为地面通信的补充，形成空天地一体化的立体通信网络，实现高空、外太空、远洋、深海、山区、沙漠等地区的无缝全球覆盖。随着高速互联网接人、机载通信、远程教育、远程医疗、高清数字电视等需求的快速增长，高通量卫星(High Throughput Satellite，HTS)已经成为目前卫星行业的热点之一，许多国家和地区已经成功发射多颗高通量卫星。
[0003]目前，大多数卫星通信系统采用多波束天线，尤其是高通量卫星通信系统采用多波束覆盖能够达到Gbps量级以上的传输速率，在高通量卫星中，常常具有几十，上百个波位，每次通过配置扫描波束pattern，资源分配，波束跳变来进行终端的业务覆盖。如图1所示为某一特定区域内的波位覆盖示意图，在从某一区域跳波束到另一区域时，一般需要重新获取能够服务的业务波束，此时可以采用P1/P2/P3过程的波束扫描来确定卫星下行链路的发送波束，在完成某一区域的覆盖后，再跳波束到另外一个区域进行覆盖；P1的目的是进行全局波束选择，卫星扫描全部波束，终端选择全局最优波束并上报给卫星；P2的目的是卫星波束精确选择，卫星扫描局部波束，终端固定波束，终端选择精确波束并上报给卫星；P3的目的是终端波束精确选择，终端扫描局部波束，卫星固定波束，终端选择精确波束。
[0004]现有技术中需要经过多次波束扫描才能实现卫星与终端的波束匹配，波束匹配后还需进行最优波束的上报才能使得卫星与终端的最优服务波束对生效，多次波束扫描会导致传输时延过长，进行最优波束的上报也会增加卫星与终端的时延。

技术实现思路

[0005]本专利技术所解决的技术问题是现有技术中波束扫描过程中会经过至少三次上行下行链路传输才能实现卫星侧与终端侧的波束匹配，并且生成的波束还需将波束上报至卫星侧以确定是否为最优波束，上述技术问题增加了卫星与终端的传输时延及获取时延，本专利技术的目的是提供一种卫星通信系统波束扫描方法，达到在波束扫描时减少卫星与终端间信令传输次数，以减少传输时延；同时减少终端上报卫星的最优波束次数，以减少最优波束的上报时延。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0007]一种卫星通信系统波束扫描方法，所述方法包括以下步骤：
[0008]卫星侧与终端侧进行波束生成与波速扫描形成具有多个峰值的多峰波束；
[0009]所述卫星侧根据所述多峰波束接收UL参考信号，并进行多峰解算，生成卫星侧的最优指向波束；
[0010]所述终端侧根据所述多峰波束接收DL参考信号，并进行多峰解算，生成终端侧的最优指向波束。
[0011]本专利技术通过在卫星侧与终端侧通过波速扫描生成与波束扫描形成具有多峰特性的多峰波束，该多峰波束与P2/P3跳波束扫描的波束一致，终端侧采用多峰波束接收DL参考信号，然后通过多峰解算，在终端侧的多峰Rx波束基础上获得终端侧的最优指向波束；同样的，卫星侧采用多峰波束接收UL参考信号，然后通过多峰解算，在卫星侧的多峰Rx波束基础上获得卫星侧的最优指向波束。
[0012]由于是将P2/P3跳波束扫描过程中的波束设计为卫星侧与终端侧在扫描时直接生成多峰波束，仅需一次即可完成波束扫描，较之现有技术中需进行多次的上行下行扫描而言，节约了扫描流程所需时延。由于卫星侧与终端侧的最优波束均通过本地解算得到，因此，对于卫星侧与终端侧均不需要进行波束的上报，仅需要指示卫星和终端最优波束生效的时刻即可。
[0013]进一步的，所述多峰波束包括数字多峰波束、模拟多峰波束以及混合多峰波束。
[0014]进一步的，所述多峰波束根据数字DBF架构，获取天线阵面的数字多峰波束，所述数字多峰波束接收DL/UL参考信号进行多峰解算，生成最优指向波束。
[0015]进一步的，所述多峰波束根据模拟ABF架构，获取天线阵面的模拟多峰波束，所述模拟多峰波束接收DL/UL参考信号进行多峰解算，生成最优指向波束。
[0016]进一步的，所述多峰波束根据混合HBF架构，获取天线阵面的混合多峰波束，所述混合多峰波束接收DL/UL参考信号进行多峰解算，生成最优指向波束。
[0017]进一步的，所述卫星侧和终端侧均采用多峰Rx波束进行波束的管理与扫描。
[0018]一种波束扫描系统，用于执行所述的扫描方法，所述系统包括卫星端与终端，所述卫星端与终端进行波束生成与波速扫描形成具有多个峰值的多峰波束。
[0019]进一步的，卫星端根据所述多峰波束接收终端的UL参考信号，并进行多峰解算，生成卫星侧的最优指向波束；
[0020]终端根据所述多峰波束接收卫星端的DL参考信号，并进行多峰解算，生成终端侧的最优指向波束。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022]本专利技术减少了一次波束上报流程，从而减少了一次传输时延；减少了卫星/终端的P2/P3波束扫描流程，仅需直接形成多峰波束进行一次的波束发送和接收，即可通过本地进行最优波束对的解算；可以在波束扫描时延，卫星与终端间信令传输次数两个维度上同时减少业务波束的获取时延；从而有效的减少高通量卫星在跳波束后，重新获取最优业务波束的时延，从而能够更快的实现卫星侧与终端侧波束的对准。
附图说明
[0023]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：
[0024]图1为现有技术中跳波束管理图；
[0025]图2为现有技术中波束扫描P1/P2/P3管理的波束扫描和信令传输过程图；
[0026]图3为采用本专利技术所提供的扫描方法的流程图；
[0027]图4为本专利技术所述扫描方法的流程图；
[0028]图5为本专利技术不同的天线架构下多峰波束生成方法图。
具体实施方式
[0029]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0030]需说明的是，当部件被称为“固定于”或“设置于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者间接在该另一个部件上。当一个部件被称为是“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。
[0031]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星通信系统波束扫描方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：卫星侧与终端侧进行波束生成与波速扫描形成具有多个峰值的多峰波束；所述卫星侧根据所述多峰波束接收UL参考信号，并进行多峰解算，生成卫星侧的最优指向波束；所述终端侧根据所述多峰波束接收DL参考信号，并进行多峰解算，生成终端侧的最优指向波束。2.根据权利要求1所述的一种卫星通信系统波束扫描方法，其特征在于，所述多峰波束包括数字多峰波束、模拟多峰波束以及混合多峰波束。3.根据权利要求1
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2任意一项所述的一种卫星通信系统波束扫描方法，其特征在于，所述多峰波束根据数字DBF架构，获取天线阵面的数字多峰波束，所述数字多峰波束接收DL/UL参考信号进行多峰解算，生成最优指向波束。4.根据权利要求1
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2任意一项所述的一种卫星通信系统波束扫描方法，其特征在于，所述多峰波束根据模拟ABF架构，获取天线阵面的模拟多峰波束，所述模拟多峰波束接收...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘湘蒲，刘亿亮，曾令昕，黄辉，
申请(专利权)人：重庆两江卫星移动通信有限公司，
类型：发明
国别省市：