[发明专利]用于低地球轨道(LEO)卫星系统中的卫星间切换的方法和装置

说明书

提供了用于管理卫星间切换的方法和装置，以在非地球同步卫星通信系统中维持足够高的系统容量的同时允许用户终端减少切换频率。用于管理卫星间切换的方法和装置可以在网关、连接到网关的基础设施、用户终端或者卫星中实现。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求享受2015年10月13日提交的、标题为“Method And ApparatusFor Inter-Satellite Handovers In Low-Earth Orbit(LEO)Satellite Systems”的美国临时申请No.62/241,002和2015年10月14日提交的、标题为“Method And Apparatus ForInter-Satellite Handovers In Low-Earth Orbit(LEO)Satellite Systems”的美国临时申请No.62/241,622的权益，这两份申请均已经转让给本申请的受让人，故以引用方式将它们的全部内容明确地并入本文。

技术领域

本文所描述的各个方面涉及卫星通信，具体地说，本文所描述的各个方面涉及低地球轨道(LEO)卫星通信系统中的卫星间切换。

背景技术

传统的基于卫星的通信系统包括网关和用于在网关和一个或多个用户终端之间中继通信信号的一个或多个卫星。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面站。网关提供使用卫星的通信链路，以便将用户终端连接到其它用户终端或者其它通信系统(例如，公用交换电话网、互联网和各种公共网络和/或专用网络)的用户。卫星是轨道接收机和用于对信息进行中继的中继器。

倘若用户终端位于卫星的覆盖区(footprint)之内，则卫星可以从该用户终端接收信号和向该用户终端发送信号。卫星的覆盖区是地球表面上位于该卫星的信号范围之内的地理区域。通常，通过对波束成形天线的使用，将覆盖区地理地划分成波束。每一个波束覆盖该覆盖区中的特定地理区域。波束可以是定向的，使得来自同一卫星的一个以上波束覆盖相同的特定地理区域。

地球同步卫星长期以来被用于通信。地球同步卫星相对于地球上的给定位置来说是静止的，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，存在很小的定时偏移和多普勒频率偏移。但是，由于地球同步卫星受限于地球同步轨道(GSO)(其中，GSO是在地球的赤道的正上方，距地球中心具有大约42,164公里的半径的圆)，因此可以被布置在GSO中的卫星的数量是有限的。作为地球同步卫星的替代方案，使用非地球同步轨道(例如，低地球轨道(LEO))中的卫星星座的通信系统，已被设计为向整个地球或者至少大部分地球提供通信覆盖。

在LEO卫星通信系统中，用户终端(UT)可能由于卫星相对于UT的高速度、打开、关闭或降低卫星波束的功率、以及卫星打开或关闭，而经历频繁的卫星间切换。频繁的卫星间切换可能导致网络资源的处理成本。另一方面，如果卫星间切换的频率被任意限制，则由于载波与干扰加噪声比(CINR)的劣化可能会对系统性能产生不利影响，这可能导致容量的劣化。因此，期望降低卫星间切换的频率，同时在不负面地影响系统性能的情况下提供与UT的无缝连接。

发明内容

以下的发明内容仅是为了帮助描述本公开内容的各个方面而提供的概述，并且仅被提供用于说明这些方面而不是对其进行限制。

在一个例子中，公开了一种管理卫星星座中的卫星间切换的方法。例如，该方法可以包括：相对于用户终端来确定用于卫星星座中的一个或多个候选卫星的可见性窗口，其中，用于每个候选卫星的可见性窗口指示该候选卫星可见于所述用户终端的时间间隔，并且其中，与每个候选卫星相关联的参数超过第一门限；以及当与用于所述用户终端的服务卫星相关联的参数低于第二门限时，提供切换以使所述用户终端将由所述一个或多个候选卫星中的新服务卫星进行服务，该新服务卫星具有包含最长剩余时间的相应可见性窗口。