[发明专利]全空域多波束覆盖卫星链路前传和回传方法

说明书

本发明公开的一种全空域多波束覆盖卫星链路前传和回传方法，旨在提供一种能够获取更大的覆盖范围，更高传输速率的前传和回传方法。本发明通过下述技术方案实现：异地部署的基带处理单元、射频拉远单元和/或核心网地面网络设备与各自位置的全空域多波束相控阵卫星地面站连接。传输数据时，发送端地面网络设备将输出光信号送至与其相连的地面站，转换为电信号且串并转换为多路卫星前传/回传信号，通过全空域多波束相控阵天线将多路信号发射至多颗前传/回传卫星。与接收端地面网络设备相连的地面站通过全空域多波束相控阵天线同时形成多个接收波束，接收多颗前传/回传卫星信号，并将多路信号并串转换且变换为光信号后输出至接收端地面网络设备。

技术领域

本发明是关于无线通信领域，地面蜂窝移动通信中基于卫星链路的前传和回传方法。

背景技术

在地面蜂窝移动通信网络的部署中，基站与核心网可以部署在不同的地理位置，连接基站与核心网实现数据交互的链路称为回传链路。同时，在分布式基站中，作为基站组成单元的基带处理单元BBU与射频拉远单元RRU也可以分散部署，连接BBU与RRU实现数据交互的链路称为前传链路。通常，回传链路或前传链路主要采用基于地面光纤的有线传输方案，该方案存在成本高、部署周期长，灵活性差等缺点，对于临时搭建网络、偏远地区覆盖等部署场景并不合适。采用无线传输方式的地面微波回传或前传链路对其形成了一定的补充，但依然存在传输距离有限等问题，不适用于回传或前传距离特别大的部署场景。卫星链路是一种可能的回传或前传解决方案。卫星链路可以提供全球范围内大跨度的数据交互能力，特别适合岛礁、海外等特殊地区的网络部署。卫星前传指的是在BBU和RRU处分别部署卫星前传地面站，两处前传地面站通过前传卫星链路桥接，实现数据在BBU与RRU之间的交互。卫星回传指的是在RRU和核心网处分别部署卫星回传地面站，两处回传地面站通过回传卫星桥接，实现数据在RRU与核心网之间的交互。

随着地面蜂窝移动通信网络的发展，网络中前传和回传的数据量越来越大，单条卫星链路已经不能满足未来高速率传输的需求，此时需要多条前传和回传卫星链路分担传输压力。另外，当同一地点存在前传和回传两种需求时，卫星链路的地面站需要具备同时连接前传和回传卫星的能力。但是，当前卫星前传链路或回传链路的地面站不能同时接入空域分布范围较大的多颗卫星，支持同时多路回传或前传以及同时回传和前传的能力弱。因此如何高效地接入空域内更多的卫星以提升回传前传能力成为一个重要的问题。

在航天测控通信领域，卫星应用需求的快速发展使得在轨飞行器的数量迅速增长，基于传统抛物面天线的测控通信技术已经不能满足全空域(方位0～360°，俯仰0～90°)内多目标(例如：32目标)同时测控通信的需求。为此，国内外均针对全空域多波束相控阵天线展开了积极研究，这种天线在全空域内同时形成多个波束，每个波束指向一个空间飞行器，可以实现同时对多目标测控和通信。因此，基于这种相控阵天线全空域、多波束的特点，将其应用于卫星前传和回传中，提出一种新的卫星前传和回传方法，将具有很大的实际意义。

发明内容

本发明的目的是针对卫星前传和回传能力弱的问题，提供一种可以实现全空域多路同时前传、全空域多路同时回传、全空域同时回传和前传，从而获取更大的覆盖范围，更高的传输速率和更低的设备复杂度，基于全空域多波束相控阵天线的全空域多波束覆盖卫星链路前传和回传方法。

本发明的上述目的可以通过以下措施来达到，一种全空域多波束覆盖卫星链路前传和回传方法，具有如下技术特征：将异地部署的基带处理单元BBU、射频拉远单元RRU和/或核心网地面网络设备与各自位置的全空域多波束相控阵卫星地面站连接；当需要传输数据时，发送端地面网络设备将输出的光信号送至与其相连的全空域多波束相控阵卫星地面站，将光信号转换为数字电信号并串并转换为多路卫星前传/回传信号；同时通过全空域多波束相控阵天线形成多个发射波束，将多路卫星链路前传/回传信号发射至多颗前传/回传卫星；与接收端地面网络设备相连的全空域多波束相控阵卫星地面站通过全空域多波束相控阵天线同时形成多个接收波束，接收多颗前传/回传卫星信号，并将多颗前传/回传卫星信号并串转换且变换为光信号后输出至接收端地面网络设备。