[发明专利]基于位置信息和运动趋势的卫星终端波束选择方法

说明书

本发明公开了一种基于位置信息和运动趋势的卫星终端波束选择方法，包括以下步骤：首先，卫星终端从广播消息中接收所在各波束中心点经纬度信息，结合自身位置计算与在各波束中心点的距离；接着，选取距离最小的波束，判断是否存在其他距离相近的波束；若存在，则从满足条件的波束中选取与卫星终端运动方向夹角最小的波束为选中波束；若不存在，则将距离最小的波束指定为选中波束；最后，卫星终端发起正常位置更新流程。本发明方法能够克服卫星波束中心至边缘信号强度变化较小、难以根据信道质量进行波束选择的问题；能够缓解乒乓效应，减少卫星终端波束重选和位置更新的次数，降低使用功耗、延长工作时间。

技术领域

本发明涉及卫星移动通信技术领域，尤其涉及一种基于位置信息和运动趋势的卫星终端波束选择方法。

背景技术

卫星移动通信系统作为地面蜂窝移动通信的延伸和补充，多用于偏远地区的通信和应急通信，较好地解决了地面蜂窝移动通信系统在偏远地区以及海域中覆盖能力受限的问题。在多波束卫星移动通信系统中，信关站会存储各卫星终端所在的寻呼区信息，当卫星终端被寻呼时，信关站会在卫星终端所处的寻呼区内对其进行寻呼，所以卫星终端在移动过程中需要及时告知信关站自己所处的寻呼区。对于高速运动的卫星终端，当其位于多个波束覆盖范围的重叠区，且在各波束之间往复移动时，卫星终端将反复进行波束重选和位置更新流程，从而引发乒乓效应，乒乓效应不仅浪费卫星通信系统有限的系统资源，还会造成卫星终端耗电量过大，甚至影响卫星终端正常的通信业务。因此，需要提出一种适用于多波束卫星移动通信的卫星终端波束选择方法，确保网络寻呼的可靠性，并有效避免乒乓效应。

中国专利CN111371486A中，提出了一种基于低轨卫星的波束切换的方法、系统、设备及存储介质，通过判断波束信号质量，选取信号质量最强的波束进行切换，该专利主要针对低轨卫星通信系统进行设计且仅考虑了波束信号质量，存在乒乓效应风险。中国专利CN107852227B中，提出了一种基于距离门限控制的卫星通信位置报告和寻呼方法，通过判断用户终端当前位置与预计位置之差是否超过距离门限来确定是否触发位置报告，该专利使用固定的距离门限值，未考虑运动方向对终端在波束中停留时间的影响。

发明内容

针对卫星移动通信系统中高速运动卫星终端的波束选择问题，本发明公开了一种基于位置信息和运动趋势的卫星终端波束选择方法，其具体步骤包括：

S1，多波束卫星移动通信系统通过广播消息向地面卫星终端广播各波束中心点位置的经纬度信息；

S2，地面卫星终端在待机状态下持续接收来自多波束卫星移动通信系统的广播消息，并通过其自身的定位功能获取自身位置信息，自身位置信息包括自身的经纬度信息；

S3，地面卫星终端计算自身位置与能够覆盖自身位置的各波束中心点的距离；

假设地面卫星终端同时被N个波束覆盖，则地面卫星终端所在位置与第i个波束B_i中心点之间的距离L_i表示为：

其中，i＝1,2,…,N，R为地球半径，α_u、分别为卫星终端和波束B_i中心点的经度坐标，β_u、分别为卫星终端和波束B_i中心点的纬度坐标；

S4，地面卫星终端选取步骤S3中计算得到的多个距离中的最小值，再根据最小距离得到对应的波束，判断其他波束中是否存在与地面卫星终端的距离和上述最小距离相近的波束，若存在，则挑选出全部满足该条件的波束和最小距离对应的波束，执行步骤S5，否则，将最小距离对应的波束指定为选中波束，执行步骤S7；