一种移动通信系统用星座系统技术方案

本发明专利技术公开了一种移动通信系统用星座系统，该系统包括均匀分布在赤道轨道平面内的多颗中轨道卫星以及均匀分布在极地轨道平面内的多颗中轨道卫星；其中，同一个轨道内的相邻卫星间通过星际链路互连组网，不同轨道间的卫星通过地面信关站实现互连组网。该系统通过地面站中继实现轨道间通信，有效规避了利用星际链路实现轨际通信时存在的各种问题，系统组网简单，可靠性强，在全球低轨卫星轨道资源紧张的形势下具有很强的战略意义。的形势下具有很强的战略意义。的形势下具有很强的战略意义。

【技术实现步骤摘要】
一种移动通信系统用星座系统


[0001]本专利技术涉及移动通信
，特别是涉及一种移动通信系统用星座系统。

技术介绍

[0002]使用星际链路组网有很多优点：
[0003]1、传输条件好。星际链路信号不需要穿过大气层，没有大气吸收、雨衰、遮挡、多径效应等损耗，可以采用频率更高的波段或激光通信，实现大容量通信。
[0004]2、传输效率高。星际链路中继比地面站双跳中继传播时延短，提高了传输效率，更容易满足实时业务的QoS要求。
[0005]3、组网方便。地面信关站的建设会受到政治、经济、地理等方面的限制，而星际链路没有这些限制，系统路由选择和网络管理更加灵活方便。
[0006]4、抗毁性强。所有卫星通过星际链路互联后，通信信号能不依赖于地面通信网络进行传输，极大提高了系统抗干扰和抗摧毁能力。
[0007]5、地面段压力小。采用星际链路减少了对地面信关站的数量需求，从而可大大降低了地面段的复杂度和投资。
[0008]但是采用星际链路也带来一些代价和难度：
[0009]1、由于星际链路主要用作中继网络，对信噪比、带宽要求都比较信关站链路高，给收发天线、射频设备、调制解调设备和基带处理设备提出了更高的要求，而且卫星必须具有星上处理和交换功能，以实现信号的星上选路和交换，卫星研制难度较大。
[0010]2、作为中继链路，星际链路适合采用较高的工作频段或采用激光星际链路，但天线指向捕获困难，指向误差会降低天线增益。
[0011]3、星际链路距离和指向特性变化幅度较大较快时，需要精准灵敏的星际链路天线指向控制和功率控制技术。

技术实现思路

[0012]本专利技术提供了一种移动通信系统用星座系统，包括均匀分布在所述赤道轨道平面内的多颗中轨道卫星以及均匀分布在所述极地轨道平面内的多颗中轨道卫星，同一个轨道内的相邻卫星间通过星际链路互连组网，不同轨道间的卫星通过地面信关站实现互连组网。
[0013]优选地：所述地面信关站包括赤道轨道信关站以及极地轨道信关站，所述赤道轨道信关站以及所述极地轨道信关站始终保持有连接。
[0014]优选地：所述中轨道卫星运行的轨道高度为10352千米，回归周期1天，1天内围绕地球运行4圈。
[0015]优选地：均匀分布在所述极地轨道平面内的多颗中轨道卫星包括4颗，4颗中轨道卫星的相位角均为90
°
，轨道倾角均为90
°
。
[0016]优选地：所述极地轨道的升交点赤经为89.6
°
，所述极地轨道的升交点赤经为根据
选定的重点服务区域中心位置110
°
E所确定，4颗中轨道卫星的真近点角分别为0
°
、90
°
、180
°
、270
°
。
[0017]优选地：均匀分布在所述赤道轨道平面内的多颗中轨道卫星包括6颗，6颗中轨道卫星的相位角均为60
°
，轨道倾角均为0
°
。
[0018]优选地：当极地轨道上的卫星运行至赤道上空时，与相邻两颗赤道轨道上的卫星的间隔分别为15
°
和45
°
，所述赤道轨道升交点赤经为74.6
°
，6颗中轨道卫星真近点角分别为0
°
、60
°
、120
°
、180
°
、240
°
、300
°
。
[0019]优选地：所述中轨道卫星上配置有星上移动业务交换中心以及星上访问位置寄存器。
[0020]优选地：每个所述中轨道卫星为一个MSC服务区，每个MSC服务区包括多个位置区，每个位置区包含一到多个波束小区，位于赤道轨道上的多颗所述中轨道卫星用于为所有其波束覆盖范围内的用户提供位置管理服务，位于极地轨道上的多颗所述中轨道卫星用于为赤道轨道覆盖不到的高纬度范围的用户提供位置管理服务。
[0021]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果。
[0022]通过本专利技术，可以实现一种移动通信系统用星座系统，在一种实现方式下，该系统可以包括均匀分布在所述赤道轨道平面内的多颗中轨道卫星以及均匀分布在所述极地轨道平面内的多颗中轨道卫星；其中，同一个轨道内的相邻卫星间通过星际链路互连组网，不同轨道间的卫星通过地面信关站实现互连组网。该系统通过地面站中继实现轨道间通信，有效规避了利用星际链路实现轨际通信时存在的各种问题，系统组网简单，可靠性强，在全球低轨卫星轨道资源紧张的形势下具有很强的战略意义。
[0023]当然,实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1是本专利技术实施例提供的星座轨道形式示意图。
[0026]图2是本专利技术实施例提供的轨际链路JidiSat12
‑
ChidaoSat13的方位角、仰角及距离变化特性示意图。
[0027]图3是本专利技术实施例提供的各个卫星对中国的覆盖情况示意图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]GEO卫星轨道位置资源紧张已久，随着5G、6G以及物联网等通信技术的发展和卫星制造、发射技术的进步，卫星通信迎来了一股新的发展浪潮，以“星链（Starlink）”、
“
OneWeb”为突出代表的多个超级低轨卫星星座计划为全球用户提供宽带互联网接入，商业化竞争与大国博弈交织，低轨轨道资源变得空前紧张。
[0030]目前高、中、低三种星座组网方式中，GEO星座单星覆盖面广，组网需要的卫星数少，覆盖范围固定，天线跟踪相对容易，但通信距离大，传输时延长，对卫星和用户终端的EIRP要求高，而且存在覆盖盲区，典型星座有INMARSAT系统移动通信系统用星座系统、Thuraya系统移动通信系统用星座系统、ACeS系统移动通信系统用星座系统。
[0031]LEO星座相对时延短，能够实现全球覆盖，但又存在组网需要卫星数目多、切换频繁、管理复杂等问题，典型星座有Iridium系统移动通信系统用星座系统、Globalstar系统移动通信系统用星座系统、Starlink系统移动通信系统用星座系统、Telesat系统移动通信系统用星座系统、OneWeb系统移动通信系统用星座系统等。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种移动通信系统用星座系统，其特征在于，包括均匀分布在赤道轨道平面内的多颗中轨道卫星以及均匀分布在极地轨道平面内的多颗中轨道卫星；其中，同一个轨道内的相邻卫星间通过星际链路互连组网，不同轨道间的卫星通过地面信关站实现互连组网。2.根据权利要求1所述的移动通信系统用星座系统，其特征在于，所述地面信关站包括赤道轨道信关站以及极地轨道信关站，所述赤道轨道信关站以及所述极地轨道信关站始终保持有连接。3.根据权利要求1所述的移动通信系统用星座系统，其特征在于，所述中轨道卫星运行的轨道高度为10352千米，回归周期1天，1天内围绕地球运行4圈。4.根据权利要求3所述的移动通信系统用星座系统，其特征在于，均匀分布在所述极地轨道平面内的多颗中轨道卫星包括4颗，4颗中轨道卫星的相位角均为90
°
，轨道倾角均为90
°
。5.根据权利要求4所述的移动通信系统用星座系统，其特征在于，所述极地轨道的升交点赤经为89.6
°
，所述极地轨道的升交点赤经为根据选定的重点服务区域中心位置110
°
E所确定，4颗中轨道卫星的真近点角分别为0
°
、90
°
、180
°
、270
°
。6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵艳宾，
申请(专利权)人：赵艳宾，
类型：发明
国别省市：