一种基于低轨星座的上行干扰规避方法、装置及卫星制造方法及图纸

本申请提供了一种基于低轨星座的上行干扰规避方法、装置及卫星，用于结合自身与相邻卫星之间的卫星对地覆盖交叠范围、上行信号频率资源使用信息以及地面终端的位置，为地面终端分配适配的、未存在重复使用的目标频率资源，从而可有效避免同频干扰。方法包括：卫星接收地面终端上报的上行信号频率资源申请请求以及地理位置信息；卫星获取与卫星星座中的相邻卫星共享的上行信号频率资源使用信息；卫星确定自身以及相邻卫星两者的星下点位置、卫星对地覆盖范围；卫星确定自身与相邻卫星之间的卫星对地覆盖交叠范围；卫星根据地理位置信息、上行信号频率资源使用信息以及卫星对地覆盖交叠范围，为地面终端分配未存在重复使用的目标频率资源。目标频率资源。目标频率资源。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低轨星座的上行干扰规避方法、装置及卫星


[0001]本申请涉及卫星领域，具体涉及一种基于低轨星座的上行干扰规避方法、装置及卫星。

技术介绍

[0002]低轨卫星通信系统具有低时延、低功耗、高覆盖性能等优点，被广泛运用在现代通信中。随着卫星通信的发展，频谱资源日趋紧张的同时，数据传输需求却与日俱增，这就要求卫星通信系统必须在有限的带宽内实现高速的数据传输，在该情况下，低轨卫星星座广泛采用频率复用的方式来增加系统的容量。
[0003]然而由于低轨星座卫星相对地面做高速运动，对地覆盖区域在实时发生变化，同时为提高通信系统的覆盖性，不同卫星对地覆盖区域必然存在一定程度上交叠，尤其对于极轨道星座，其卫星轨道在南北极上空必然密集交汇而形成多重覆盖的情况，另外对于星座轨道的反向缝，两侧的卫星相向运动也会导致卫星对地覆盖区域发生频繁交错的情况。为避免星座内卫星之间同频干扰对通信质量和容量的影响，则必须要解决星座内同频干扰的规避问题。
[0004]目前一般采用波束开关机策略来规避同频干扰。以铱星星座为例，卫星接近北极附近的高纬度区域时关闭奇数轨道面上卫星波束，卫星接近南极附近的高纬度区域时关闭偶数轨道面上的卫星波束，在此基础上通过波束频率划分的方式，避免同频干扰问题。
[0005]而在现有的相关技术的研究过程中，专利技术人发现，传统的波束开关机策略一方面会导致卫星波束开关机过于频繁，不利于相控阵天线的使用；另一方面，不同卫星的覆盖区域大小还有服务时间也不相同，导致极轨星座中不同卫星的能源消耗不同，增加极轨星座卫星功率平衡策略的设计难度；此外，高纬度和反向缝地区仍处于多重覆盖状态下，同频干扰问题依然存在。

技术实现思路

[0006]本申请提供了一种基于低轨星座的上行干扰规避方法、装置及卫星，用于结合自身与相邻卫星之间的卫星对地覆盖交叠范围、上行信号频率资源使用信息以及地面终端的位置，为地面终端分配适配的、未存在重复使用的目标频率资源，从而地面终端在向卫星发送上行信号时，可有效避免同频干扰。
[0007]第一方面，本申请提供了一种基于低轨星座的上行干扰规避方法，方法包括：
[0008]卫星接收地面终端上报的上行信号频率资源申请请求以及地理位置信息，卫星位于卫星星座中；
[0009]卫星根据轨道参数以及卫星星历信息，获取与卫星星座中的相邻卫星共享的上行信号频率资源使用信息；
[0010]卫星根据轨道参数、卫星星历信息以及卫星对地覆盖视场角，确定自身以及相邻卫星两者的星下点位置、卫星对地覆盖范围；
[0011]卫星根据自身以及相邻卫星两者的星下点位置、对地覆盖范围，确定自身与相邻卫星之间的卫星对地覆盖交叠范围；
[0012]卫星根据地理位置信息、上行信号频率资源使用信息以及卫星对地覆盖交叠范围，为地面终端分配未存在重复使用的目标频率资源，使得地面终端以目标频率资源进行上行信号的发送。
[0013]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第一种可能的实现方式中，星下点位置的计算处理中，通过下式计算纬度：
[0014][0015]其中，i为轨道倾角，θ为真近点角，i、θ包含在对应的轨道参数中；
[0016]通过下式计算经度：
[0017][0018]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第二种可能的实现方式中，卫星对地覆盖范围的计算过程中，通过下式计算卫星对地覆盖区域半中心角α：
[0019][0020]β＝90
°‑
α
‑
E，
[0021]其中，R
E
为地球半径，h为卫星高度，E为卫星相对于观察点地平线仰角，β为卫星对地覆盖视场角。
[0022]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第三种可能的实现方式中，卫星对地覆盖交叠范围的计算过程中，设卫星对地覆盖交叠范围为近似的矩形区域，卫星对地覆盖交叠范围在圆弧相交处的两个端点分别为C、D，第一个卫星的星下点位置为对应卫星对地覆盖范围的圆心A，第二个卫星的星下点位置为对应卫星对地覆盖范围的圆心B，圆心A、圆心B构成的直线与卫星对地覆盖交叠范围之间的交点中，靠近圆心A的交点为E，靠近圆心B的交点为F，矩形区域以圆心A与圆心B之间的中点为中心点，四条边的中心点分别为C、D、E、F，通过下式计算卫星对地覆盖交叠范围的第一边长长度：
[0023]|EF|＝|AC|+|BC|
‑
|AB|，
[0024]通过下式计算对卫星地覆盖交叠范围的第二边长长度：
[0025][0026]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第四种可能的实现方式中，分配目标频率资源的过程中，采用如下策略：
[0027]若未存在卫星对地覆盖交叠区域，则上行信号频率分配不受地面终端地理位置限制；
[0028]若地面终端位于卫星对地覆盖交叠区域之外，则上行信号频率分配不受地面终端的位置限制；
[0029]若地面终端位于卫星对地覆盖交叠区域之内，则上行信号频率分配中采用对应已
使用频率资源以外的频率资源。
[0030]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第五种可能的实现方式中，上行信号频率资源使用信息具体通过卫星星座中各卫星之间构建的星间链进行共享，相邻卫星包括与卫星对应的两颗同轨卫星以及两颗异轨卫星。
[0031]结合本申请第一方面，在本申请第一方面第六种可能的实现方式中，上行信号频率资源使用信息以表格的形式设置，在表中对于不同的频率资源，通过忙碌或者空闲两种状态来指示是否被使用。
[0032]第二方面，本身提供了一种基于低轨星座的上行干扰规避装置，装置包括：
[0033]接收单元，用于接收地面终端上报的上行信号频率资源申请请求以及地理位置信息，卫星位于卫星星座中；
[0034]获取单元，用于根据轨道参数以及卫星星历信息，获取与卫星星座中的相邻卫星共享的上行信号频率资源使用信息；
[0035]确定单元，用于根据轨道参数、卫星星历信息以及卫星对地覆盖视场角，确定自身以及相邻卫星两者的星下点位置、对地覆盖范围；
[0036]确定单元，还用于根据自身以及相邻卫星两者的星下点位置、对地覆盖范围，确定自身与相邻卫星之间的卫星对地覆盖交叠范围；
[0037]分配单元，用于根据地理位置信息、上行信号频率资源使用信息以及卫星对地覆盖交叠范围，为地面终端分配未存在重复使用的目标频率资源，使得地面终端以目标频率资源进行上行信号的发送。
[0038]结合本申请第二方面，在本申请第二方面第一种可能的实现方式中，星下点位置的计算处理中，通过下式计算纬度：
[0039][0040]其中，i为轨道倾角，θ为真近点角，i、θ包含在对应的轨道参数中；
[0041]通过下式计算经度：
[0042][0043]结合本申请第二方面，在本申请第二方面第二种可能的实现方式中，卫星对地覆盖范围的计算过程中，通过下式计算卫星对地覆盖区域半中心角α：
[0044]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于低轨星座的上行干扰规避方法，其特征在于，所述方法包括：卫星接收地面终端上报的上行信号频率资源申请请求以及地理位置信息，所述卫星位于卫星星座中；所述卫星根据轨道参数以及卫星星历信息，获取与所述卫星星座中的相邻卫星共享的上行信号频率资源使用信息；所述卫星根据所述轨道参数、所述卫星星历信息以及卫星对地覆盖视场角，确定自身以及所述相邻卫星两者的星下点位置、卫星对地覆盖范围；所述卫星根据所述自身以及所述相邻卫星两者的星下点位置、对地覆盖范围，确定自身与所述相邻卫星之间的卫星对地覆盖交叠范围；所述卫星根据所述地理位置信息、所述上行信号频率资源使用信息以及所述卫星对地覆盖交叠范围，为所述地面终端分配未存在重复使用的目标频率资源，使得所述地面终端以所述目标频率资源进行上行信号的发送。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述星下点位置的计算处理中，通过下式计算纬度：其中，i为轨道倾角，θ为真近点角，i、θ包含在对应的轨道参数中；通过下式计算经度：3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星对地覆盖范围的计算过程中，通过下式计算卫星对地覆盖区域半中心角α：β＝90
°‑
α
‑
E，其中，R
E
为地球半径，h为卫星高度，E为卫星相对于观察点地平线仰角，β为卫星对地覆盖视场角。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述卫星对地覆盖交叠范围的计算过程中，设所述卫星对地覆盖交叠范围为近似的矩形区域，所述卫星对地覆盖交叠范围在圆弧相交处的两个端点分别为C、D，第一个卫星的星下点位置为对应卫星对地覆盖范围的圆心A，第二个卫星的星下点位置为对应卫星对地覆盖范围的圆心B，所述圆心A、所述圆心B构成的直线与所述卫星对地覆盖交叠范围之间的交点中，靠近所述圆心A的交点为E，靠近所述圆心B的交点为F，所述矩形区域以所述圆心A与所述圆心B之间的中点为中心点，四条边的中心点分别为C、D、E、F，通过下式计算所述卫星对地覆盖交叠范围的第一边长长度：|EF|＝|AC|+|BC|
‑
|AB|，通过下式...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙维忠，喻竹希，双炜，吕佳欢，王璇，谢雅婷，李波，张玉龙，
申请(专利权)人：航天行云科技有限公司，
类型：发明
国别省市：