采用跳波束进入卫星通信网络的过程制造技术

本公开涉及采用跳波束进入卫星通信网络的过程。本发明专利技术涉及一种进入卫星通信网络的方法，所述卫星通信网络包括至少一个卫星，所述卫星通信网络的通信是根据跳波束机制组织的，在该跳波束机制中，跳帧定义至少一个卫星的天线波束配置，其中，跳帧的资源(101、102、103)被保留用于形成定向进入波束，该定向进入波束专用于用户终端进入或重新进入卫星通信网络，至少两个定向进入波束具有不同的瞄准方向。本发明专利技术还涉及被配置为实现所述方法的卫星、用户终端和通信网络。端和通信网络。端和通信网络。

【技术实现步骤摘要】
采用跳波束进入卫星通信网络的过程


[0001]本专利技术涉及卫星通信传输领域，并且更具体地涉及当通过跳波束(beam
‑
hopping)机制组织卫星通信网络的通信时进入用户终端的卫星通信网络的方法。本专利技术可应用于对地静止卫星和非对地静止卫星。

技术介绍

[0002]进入卫星通信网络是卫星通信系统的主要功能。关注用户终端(或卫星通信终端)首次进入卫星通信网络、以及在长时间丢失连接的情况下重新进入网络两者。其性能(进入或重新进入系统花费的时间)有助于网络的总体性能。
[0003]卫星通信用户终端进入卫星通信网络的过程是本领域技术人员众所周知的过程。它通常包括两个阶段：
[0004]‑
第一阶段，在该阶段中，用户终端在时间和频率上与卫星同步并收集信令数据，所述信令数据包括关于上行链路帧的结构的信息，以便能够在针对该目的提供的时间发送连接请求(登录)，以及
[0005]‑
第二阶段，在该阶段中，用户终端从任务片段接收具有连接信息的连接响应并向网络注册。
[0006]然后，在了解用户终端的存在和需要的情况下，通信网络能够将其资源归属于其发送。下面，卫星在地球上照射到的最大区域将被称为该卫星的覆盖区域。覆盖区域的大小取决于卫星的高度以及该卫星的一个或更多个天线的特性。
[0007]在基于一个或更多个多点对地静止卫星提供其覆盖区域的连续覆盖的通信网络的情况下，进入网络很简单，因为卫星的位置是已知的并且用户终端已与卫星进行无线电连接(不管该用户终端在覆盖区域内的位置如何)。然后，用户终端可以在利用数据业务发送的信令数据的基础上，开始用于进入网络的标准过程，该标准过程包括与卫星进行同步和注册。
[0008]在照射全部其覆盖区域的非对地静止卫星的情况下，例如在处于LEO或MEO卫星的星座中的卫星的情况下(LEO和MEO分别是近地球轨道和中地球轨道的缩写)，卫星的位置是未知的，或者通过诸如星历表之类的信息获知，该星历表的精度不足以使用户终端的天线直接指向卫星。在这种情况下，已知诸如铱卫星通信系统之类的系统，在该系统中，用户终端不具有方向性很强的天线。这种低方向性降低了链路预算，并因此降低了发送的性能。此外，用户终端的发射可以部分地沿对地静止弧的方向取向，这通过监管约束而被禁止用于旨在用于某些频带中的LEO或MEO卫星的发送。
[0009]另选地，对于使用定向天线的用户终端，已知在进入网络之前进行搜索和跟踪卫星的位置的步骤。对卫星的搜索在高度和方位角两方面进行，并且根据情况，还在频率和/或极化方面进行。该搜索复杂化并减慢了用户终端到网络的进入。
[0010]如果卫星在其覆盖区域中仅提供部分覆盖，并且如果用户终端位于未覆盖区域中，则用户终端不再可能进入卫星通信网络中。这种特殊的情况出现在使用跳波束进行发
送的卫星的情况下，所述跳波束包括根据用户的需求来照射地理点。然后，可以避开(turn off)未被活动用户使用的某些点；存在于避开区域中的用户终端与卫星之间没有允许这些用户终端执行进入网络的过程的无线电链路。
[0011]该问题的一个已知解决方案包括使用特定频带进入网络，覆盖卫星的所有覆盖区域的天线波束被用于这些发送。可以选择频带，以避免在对地静止弧的方向上发射的问题。然而，该解决方案需要将附加设备插入到卫星中以及用于在覆盖区域中的各处可用的频带(频率调节问题)中。此外，大天线波束的使用降低了无线电链路的增益。该问题的另一个解决方案包括定义为了进入卫星通信网络而保留的时间间隔，在该时间间隔期间，卫星使用天线波束覆盖其整个覆盖区域。该解决方案也不令人满意，因为在卫星的整个覆盖区域内，有用带宽的大部分被用于进入网络，因此不能用于发送数据业务，并且因为来自卫星的具有大天线波束的发送会降低无线电链路的增益。
[0012]因此，本专利技术的一个目的是，提供允许在对地静止卫星或非对地静止卫星仅提供其覆盖区域的部分覆盖的情况下实施用于进入网络的过程的方法，因为所述对地静止卫星或非对地静止卫星使用跳波束。
[0013]本专利技术的另一个目的是，所描述的方法允许终端以少量的时间进入网络，并且该进入对网络容量的影响很小。
[0014]最后，本专利技术的另一个目的是，在非对地静止卫星的情况下，该方法允许快速获取卫星的位置，并且不涉及在对地静止弧的方向上的发射。

技术实现思路

[0015]为此，本专利技术描述了一种进入卫星通信网络的方法，该卫星通信网络包括至少一个卫星，其中，通信是根据跳波束机制组织的，在所述跳波束机制中，跳帧定义至少一个卫星的天线波束配置。在根据本专利技术的方法中，保留跳帧的资源以用于形成定向进入波束，该定向进入波束专用于用户终端进入或重新进入卫星通信网络，该定向进入波束中的至少两者具有不同的瞄准方向。
[0016]根据一个实施方式，所述定向进入波束被用于由卫星发送关于用户终端进入或重新进入卫星通信网络的请求的发送方式的信息和用于由一个或更多个用户终端发送对进入或重新进入卫星通信网络的请求。
[0017]有利地，为了形成定向进入波束而保留的跳帧资源的量和布置是可动态调整的。
[0018]在一个实施方式中，定向进入波束被配置为使得跳帧的波束提供到卫星的所有覆盖区域的无线电链路。
[0019]在一个实施方式中，至少一个卫星是非对地静止卫星。在这种情况下，定向进入波束被配置成能够以基本恒定的仰角从地球看到。
[0020]有利地，能够从地球看到定向进入光束的仰角介于10
°
至30
°
之间，优选地介于15
°
至25
°
之间，并且更优选地基本上等于20
°
。
[0021]有利地，定向进入波束被配置成使得多个定向天线波束覆盖基本上小于180
°
的角孔径。
[0022]有利地，定向进入波束被取向成使得进入或重新进入卫星通信网络的用户终端的发射不在对地静止弧的方向上发送。
[0023]有利地，寻求进入卫星通信网络的用户终端被配置成，通过使该用户终端的天线波束指向与进入波束的仰角相对应的仰角并通过仅按方位角搜索非对地静止卫星来搜索该卫星。有利地，用户终端使用关于卫星的位置的信息来减少按方位角搜索空间。
[0024]本专利技术还涉及一种卫星通信网络中的卫星，该卫星通信网络的通信是根据跳波束机制组织的，在跳波束机制中，跳帧定义卫星的天线波束配置。在根据本专利技术的卫星中，跳帧的资源被保留用于形成定向进入波束，该定向进入波束专用于用户终端进入或重新进入卫星通信网络，该定向进入波束中的至少两者具有不同的瞄准方向。
[0025]本专利技术还涉及一种用户终端，该用户终端被配置成进入或重新进入卫星通信网络，该卫星通信网络包括至少一个非对地静止卫星，该卫星通信网络的通信是根据跳波束机制组织的，在跳波束机制中，跳帧定义至少一个非对地静止卫星的天线波束配置，跳帧的资源被保留用于形成定向进入波束，定向进入波束专用于用户终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种进入卫星通信网络的方法，所述卫星通信网络包括至少一个卫星(301)，所述卫星通信网络的通信是根据跳波束机制组织的，在所述跳波束机制中，跳帧定义所述至少一个卫星的天线波束配置，所述方法的特征在于，保留所述跳帧的跳帧资源(101、102、103、221、222、223、224、231、232、233、234)以用于形成定向进入波束(211、212、213、214)，所述定向进入波束(211、212、213、214)专用于用户终端(305)进入或重新进入所述卫星通信网络，所述定向进入波束(211、212、213、214)中的至少两个定向进入波束具有不同的瞄准方向。2.根据权利要求1所述的进入卫星通信网络的方法，其中，所述定向进入波束被用于由所述卫星发送(511)关于用户终端进入或重新进入所述卫星通信网络的请求的发送方式的信息、以及由一个或更多个用户终端发送(512)对进入或重新进入所述卫星通信网络的请求。3.根据前述权利要求中任一项所述的进入卫星通信网络的方法，其中，为了形成定向进入波束而保留的所述跳帧资源的量和布置是能够动态调整的。4.根据前述权利要求中任一项所述的进入卫星通信网络的方法，其中，所述定向进入波束被配置为使得所述跳帧的波束提供到所述卫星的所有覆盖区域的无线电链路。5.根据权利要求1和3中任一项所述的进入卫星通信网络的方法，其中，所述至少一个卫星是非对地静止卫星(301)，并且其中，所述定向进入波束(211、212、213、214)被配置成能够以基本恒定的仰角从地球看到。6.根据权利要求5所述的进入卫星通信网络的方法，其中，能够从地球看到所述定向进入光束的所述仰角被包括在10
°
至30
°
之间，优选地在15
°
至25
°
之间，并且更优选地基本上等于20
°
。7.根据权利要求5和6中任一项所述的进入卫星通信网络的方法，其中，所述定向进入波束被配置成使得多个定向天线波束(211、212、213、214)覆盖基本上小于180
°
的角孔径。8.根据权利要求5至7中任一项所述的进入卫星通信网络的方法，其中，所述定向进入波束被取向成使得进入或重新进...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：台利斯公司，
类型：发明
国别省市：