[发明专利]卫星通信系统中的卫星到卫星切换的方法及用户终端

说明书

本公开内容的方面提供用于诸如宽带低地球轨道(LEO)卫星通信系统的卫星通信系统的切换过程。网关和用户终端(UT)以这种方式协调并且调度卫星到卫星切换，使得在从用户终端发送给源卫星的最后的返回服务链路(RSL)分组和从用户终端发送给目标卫星的第一RSL分组之间没有消息传送往返延迟。因此，可以将返回链路(从用户终端到网关)上的中断限制到用于将天线馈源从源卫星移动到目标卫星的实际时间。此外，可以将前向链路(从网关到用户终端)上的中断限制到除了用于移动天线馈源的时间之外的单个往返延迟。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月5日在美国专利和商标局提交的临时申请第 62/201,514号和于2015年9月17日在美国专利和商标局提交的非临时申请第14/857,560号的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文描述的各个方面涉及卫星通信，并且更具体而言，涉及用于用户终端在非地球同步卫星通信系统中的卫星到卫星切换。

背景技术

传统的基于卫星的通信系统包括网关和一个或多个卫星，以在网关和一个或多个用户终端之间对通信信号进行中继。网关是具有用于向通信卫星发送信号和从通信卫星接收信号的天线的地球站。网关使用卫星来提供通信链路，用于将用户终端连接到其它通信系统(例如，公共交换电话网络、互联网和各种公共和/或专用网络)的其它用户终端或用户。卫星是轨道运动的接收机和用于对信息进行中继的直放站。

如果用户终端位于卫星的“覆盖区(footprint)”内，则卫星可以从用户终端接收信号并将信号发送给用户终端。卫星的覆盖区是卫星信号范围内的在地球表面上的地理区域。通常通过对一个或多个天线的使用来在地理上将覆盖区划分为“波束”。每个波束覆盖所述覆盖区内的特定地理区域。波束可以被定向，使得来自相同卫星的多于一个波束覆盖相同的特定地理区域。

地球同步卫星已经长期用于通信。地球同步卫星相对于地球上的给定位置是静止的，并且因此在地球上的通信收发机和地球同步卫星之间的无线信号传播中几乎没有时移和频移。然而，由于地球同步卫星受限于地球同步轨道(GSO)，所以可以放置在GSO中的卫星数量是有限的。作为地球同步卫星的替代，已经设计出了利用非地球同步轨道(例如低地球轨道 (LEO))中的卫星星座的通信系统，以为整个地球或至少大部分地球提供通信覆盖。

与基于GSO卫星和地面通信系统相比，基于非地球同步卫星的系统(例如基于LEO卫星的系统)可能存在与卫星到卫星切换过程有关的若干独特挑战。具体地，为了维持高质量的用户体验并使在切换期间的掉话或延迟减小或最小化，期望在卫星到卫星的切换期间使对数据链路的任何断开连接最小化。

发明内容

本公开内容的方面针对用于在非地球同步卫星通信系统中的卫星到卫星切换的装置和方法。

本公开内容的方面提供了一种操作用户终端(UT)来执行从第一卫星到第二卫星的切换操作的方法。UT经由第一卫星来在前向链路和返回链路上与第一网关通信，以及UT经由第一卫星来从第一网关接收切换消息。切换消息包括足够用于UT来识别用于切换的第二卫星以及来确定用于从第一卫星到第二卫星的切换的时间的信息。根据切换消息来调度从第一卫星到第二卫星的切换，以及执行从第一卫星到第二卫星的切换。

本公开内容的另一方面提供了一种用户终端(UT)，其被配置为执行从第一卫星到第二卫星的切换操作。UT包括具有切换指令的存储器以及操作地耦合到存储器的至少一个处理器。处理器被切换指令配置为执行各种操作。处理器被配置为经由第一卫星来在前向链路和返回链路上与第一网关通信。处理器被配置为经由第一卫星来从第一网关接收切换消息，其中，切换消息包括足够用于UT来识别用于切换的第二卫星以及来确定用于从第一卫星到第二卫星的切换的时间的信息。处理器被配置为根据切换消息来调度从第一卫星到第二卫星的切换；以及执行从第一卫星到第二卫星的切换。