[发明专利]一种基于共位GEO卫星的天基通信系统及相应通信方法

说明书

本发明涉及一种基于共位GEO卫星的天基通信系统，包括：网络节点卫星，其被配置为给近地航天器提供接入服务；以及多个接入节点卫星，其与网络节点卫星处于相同的GEO轨位并且与网络节点卫星通信，其中所述接入节点卫星被配置为给用户提供接入服务。此外，本发明还涉及一中相应的通信方法。通过本发明，可以实现卫星轻量化、高功能密度、通信容量大、易于功能扩展等优点。

技术领域

本发明总体而言涉及卫星通信领域，具体而言涉及一种基于共位GEO卫星的天基通信系统。此外，本发明还涉及一种基于共位GEO卫星的通信方法。

背景技术

卫星移动通信系统与地面移动通信系统相比具有如下特点：覆盖范围广；能够实现对山区和高原等地区近乎无缝的覆盖；能够满足各类用户对移动通信覆盖性的需求。因此，卫星移动通信系统具有重要的军用和商用价值。近年来，全球GEO(GeostationaryEarth Orbit，地球同步轨道)通信卫星领域在经历了长足的发展以后，主要成果表现在如下方面：高吞吐量卫星、宽带移动通信卫星的发射和多种新型通信卫星有效载荷技术，而随着应用场景的要求不断提高，GEO高通量卫星的未来发展趋势是更大能力的卫星平台、更高通信容量、以及微波激光。

国外现有的高通量卫星、如Viasat、Inmarsat5等均有上百Gbps容量，国内目前尚处于追赶阶段。制约GEO卫星通信容量的主要技术难题是高通量卫星平台的能力。国外卫星平台目前先进的波音BSS-700支持18KW功率，劳拉LS-1300可达25kw功率，国内现有主要平台仅能提供10.5KW，且只有目前尚不成熟的某平台的能力可与上述国外先进卫星平台相当。

现有卫星平台难以支持更大通信容量、激光骨干通信、天基信息交换、天基信息港等功能，且更大能力的卫星平台研制短期内难以在技上取得突破。因此，如何在未来实现高通量卫星，是我国卫星通信领域的一大技术研究方向。

发明内容

本发明的任务是，提供一种基于共位GEO卫星的天基通信系统以及通信方法，通过该网络或该方法，可以实现卫星轻量化、高功能密度、通信容量大、易于功能扩展等优点。

在本发明的第一方面，该任务通过一种基于共位GEO卫星的天基通信系统来解决，该系统包括：

网络节点卫星，其被配置为给近地航天器提供接入服务；以及

多个接入节点卫星，其与网络节点卫星处于相同的GEO轨位并且与网络节点卫星通信，其中所述接入节点卫星被配置为给用户提供接入服务。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述网络节点卫星通过微波和/或激光与近地航天器通信；和/或

其中所述接入节点卫星通过星间激光链路和/或微波链路与网络节点卫星通信；和/或

所述接入节点卫星通过微波为用户提供接入服务。

在本发明的一个优选方案中规定，所述网络节点卫星和所述接入节点卫星中的每个都保持在近地轨道±0.1°的范围，并且所述网络节点卫星和所述接入节点卫星中的两个之间的距离在50km以下。本发明人独到地发现，通过将全部节点卫星保持在近地轨道±0.1°的范围，既可以实现较高通信效率，又能节约轨道资源。

在本发明的另一优选方案中规定，所述网络节点卫星和所述接入节点卫星中的每个都配备有推进系统，所述推进系统被配置为将该卫星保持在相应轨位。在此，“相应轨位”是指原轨位及原轨位的一定波动范围内、如原轨位±0.1°的范围。

在本发明的又一优选方案中规定，所述接入节点卫星能够漂移到其它GEO轨位。通过该优选方案，可以提供接入节点的移动性以在必要时补偿处于其它GEO轨位的通信系统的通信能力，从而提高通信系统的伸缩能力。

在本发明的另一优选方案中规定，所述接入节点卫星通过星间激光链路和微波链路与网络节点卫星通信，其中网络节点卫星通过激光链路向接入节点提供馈电数据回传服务并且通过微波链路来控制接入节点。