[发明专利]一种卫星通信中柔性信令波束多场景应用方法

说明书

本发明公开了一种卫星通信中柔性信令波束多场景应用方法，通过对不同的通信场景和柔性信令波束的特点，采取不同的方法：(1)对于干扰通信场景，利用信令波束调零、频率调整和波束捷变方式保障用户通信；(2)对于不同用户地理区域分布场景，通过波束赋形实现预设的覆盖形状保障用户通信；(3)对于大量用户集中分布于某个或数个区域的通信场景，通过调配多个波束间功率分配保障用户通信。本发明设计了一种卫星通信中柔性信令波束多场景应用方法，根据不同的应用场景，采用不同的通信方法，能够充分发挥相控捷变波束在通信网络中的作用。

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种卫星通信中柔性信令波束多场景应用方法。

背景技术

随着卫星网络的发展，基于卫星网络的应用越来越普遍。卫星网络作为地面网络的重要补充，可为边、散、远的用户提供互联网接入、应急通信等服务。目前大多数卫星通信网络采用固定波束覆盖地表的方式提供服务，即无论当前波束覆盖范围内有无用户通信需求，卫星均以一定的功率发射信号。在这种情况下，若当前波束覆盖范围内并无用户通信需求，卫星发射的功率将被浪费掉，并且固定波束覆盖的方式不能适配不同区域用户业务分布的时变特性，从而不能有效地利用卫星的功率、频率等资源。

随着星载阵列技术的发展，在卫星网络里越来越多的载荷采用基于相控阵的技术实现网络的灵活性。相控阵技术具有诸多特点，可通过相扫实现波束的快速捷变，从而满足不同区域用户的快速响应需求。

然而，现有技术中通过相控阵捷变波束提供通信服务的手段，不能充分发挥相控阵波束灵活捷变的特点。因此，如何根据应用场景的不同，采用不同的方法进行卫星通信，成为通信网络中亟待解决的问题。

发明内容

针对现有捷变波束通信系统中，不能充分发挥相控捷变波束特点的问题，本发明提供一种卫星通信中柔性信令波束多场景应用方法，以充分发挥相控捷变波束在通信网络中的作用。

本发明保护一种卫星通信中柔性信令波束多场景应用方法，通过对不同的通信场景和柔性信令波束的特点，采取不同的方法：

(1)对于干扰通信场景，利用信令波束调零、频率调整和波束捷变方式保障用户通信；

(2)对于不同用户地理区域分布场景，通过波束赋形实现预设的覆盖形状保障用户通信；

(3)对于大量用户集中分布于某个或数个区域的通信场景，通过调配多个波束间功率分配保障用户通信。

其中，所述柔性信令波束是相对于传统的固定多波束反射面载荷而言的，所述柔性信令波束具有以下四个优点：1)波束的工作频率可调整；2)波束的指向可快速捷变；3)波束覆盖的形状可根据用户的分布动态调整，设置成不同的形状；4)发射功率可在多个波束之间调整，既可以平均分配到每个波束，也可以将功率集中至某一个波束。

柔性信令波束要求波束的扫描角度、功率、频率、极化可根据需求调整，相控阵通过电扫描的方式实现波束快速捷变，是提供实现柔性信令波束的普遍方式。

进一步地，适应干扰通信场景，采取方法的具体步骤为：

步骤A1：对波束覆盖范围内进行干扰检测，若为窄带干扰，转到步骤2，若为宽带干扰，转到步骤3；

步骤A2：通过调整波束的通信频率规避频域窄带干扰，继续维持当前波束范围内的信令连接；

步骤A3：通过对天线阵列进行加权，在主瓣范围内进行置零，降低空域干扰，继续维持当前波束范围内的信令连接；

步骤A4：通过波束调零仍不能满足抗干扰的通信需求，则通过波束捷变方式，将暂时中断当前服务区域内的信令连接，将波束跳变到别的服务区域。