【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星移动通信领域中的无线资源管理、业务管理和跳波束管理的技术，特别是指一种卫星通信星载基站波束管理的方法。
技术介绍
1、卫星通信网络向速率更高、接入更多、覆盖更广的方向发展，对频谱资源的高效合理利用提出更多的挑战。将实现全球全域覆盖的卫星通信网络具有业务类型的多样性、业务分布的空间不均匀性和时变性，对资源调度的需求呈现出时域和空域的不均衡性和高动态性特征，要求波束管理技术能够从时域角度对星上功率、带宽资源灵活的再分配，进一步提高卫星容量和卫星系统的工作效率。
2、当前宽带卫星大都采用多点波束来增加系统容量，而多点波束卫星通信系统多采用固定方式分配星上功率，带宽等资源。由网管规划每个点波束工作的时间、频段，由于业务类型的多样性，业务分布的空间不均匀性和时变性，这种固定的分配方式容易造成卫星性能受限和资源浪费。
3、为了有效利用星上资源，国内外许多学者对波束的资源分配做了深入的研究。跳波束技术通过控制星载多波束天线的空间指向、带宽、频点和发射功率，为用户终端动态配置通信资源，提高卫星资源在带宽和功率方面的使用效率，为时域带宽分配提供了便利的平台。通过改变跳变波束在每个波束覆盖区的驻留时间，在有限星载资源条件下提高卫星宽带通信吞吐量，可以最大化星上带宽资源利用率。
4、现有的跳波束图案设计的资源分配算法只能得出各波束的跳波束时隙总数等系统资源分配结果，无法确定各波束在一个跳波束周期中的单次驻留时间和工作顺序。某个波位单次驻留时间太长会影响其他波位的业务服务响应时间，间接影响波束重访时
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种卫星通信星载基站波束管理的方法，通过随遇波束和业务波束的分离设计和资源调度，为在一个卫星覆盖下的卫星终端提供敏捷接入和高速业务通信，能够保证用户覆盖的性能和时长。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3、一种卫星通信星载基站波束管理的方法，基于由卫星终端、星载基站组成的卫星移动通信系统实现；包括以下步骤：
4、（1）星载基站波束管理模块调度随遇波束，根据系统配置的波束图谱将波束空口时刻波束覆盖的波位对应的3db波束宽度、波位方向角、波位俯仰角发送到天线模块，由天线模块实现覆盖特定波位的随遇波束ssb信号的发送；
5、（2）卫星终端检测到随遇波束ssb信号，从随遇波束的物理随机接入信道发起业务接入申请；
6、（3）星载基站根据随遇波束编号及波位编号查询随遇波束波位图谱，得到波束对应的波束宽度、方向角、俯仰角；调用星历模块接口，计算得到随遇波束波位每个分块扇区的中心点经纬度，根据用户位置索引，获取用户所在位置分块扇区的中心点经纬度，即为业务波束波位对应的ta索引；
7、（4）波束管理模块遍历业务波束的所有时间块服务的波位，选择一个业务波束为卫星终端提供覆盖，并在随遇波束的随机接入响应消息中携带上业务波束的频率信息和服务时间信息；
8、（5）卫星终端在业务波束进行随机接入，接入完成后，卫星终端向核心网进行注册并建立承载，执行后续业务。
9、进一步地，步骤（4）中，选择一个业务波束为卫星终端提供覆盖，具体方式为：
10、（401）如果ta索引对应的波位已经分配时间块，则认为波束分配成功，否则选择新的波束；
11、（402）遍历系统所有波束，按照接入用户数由少到多的顺序选择一个波束；
12、（403）如果一个波束的所有时间块都分配了不同的波位，则此波束不参与分配，选择下一个用户数最少的波束；
13、（404）计算在选定波束中为新接入卫星终端所在波位分配的时间块个数n：
14、n=max[floor(波束时间块总数/波束用户总数) , 1]
15、其中，floor表示向下取整，max表示取最大值；
16、调用业务波束波位重分配接口，传入分配的时间块个数n，重新分配波束各波位时间块；
17、（405）更新业务波束波位图谱并输出。
18、本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
19、1、本专利技术建立了跳波束时隙分配模型，通过凸优化算法得到各波束分配的跳波束时隙个数，能够尽可能地满足各波束的业务需求。
20、2、本专利技术综合考虑了同频干扰、系统同步等因素，引入了同频复用距离、波束重访时间、最大同步保持时间等限制条件对时隙分配结果进行联合优化，并确定各波束的驻留时间和次序，从而得到波束跳跃图案。这种方式能够有效地消除系统内部同频干扰，兼顾系统同步，大幅度提高系统容量。
21、3、本专利技术采用跳波束实现波束覆盖。对于固定多波束，由于其覆盖范围固定，一旦覆盖，不能调节，在用户非均匀分布且用户数很少时存在波束无效覆盖的情况。而对于跳波束而言，由于其可以进行波束时域资源动态分配，其理论上的有效吞吐量利用率可达100%。因此，本专利技术能够更加适应业务分布不均性的情况。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种卫星通信星载基站波束管理的方法，其特征在于，基于由卫星终端、星载基站组成的卫星移动通信系统实现；包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种卫星通信星载基站波束管理的方法，其特征在于，步骤（4）中，选择一个业务波束为卫星终端提供覆盖，具体方式为：
【技术特征摘要】
1.一种卫星通信星载基站波束管理的方法，其特征在于，基于由卫星终端、星载基站组成的卫星移动通信系统实现；包括以下步骤：
2...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘昊昱，孙晨华，韩晓娱，崔子洁，周平，祝婵婵，史天浩，黄志明，顾少龙，吕文浩，杨玉璠，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。