CN106470486A - 一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置 - Google Patents

一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置，其方法包括：判断与第一卫星地面站通信的第一卫星是否位于第二卫星干扰区域内，其中，第一卫星和第二卫星所在的轨道高度不同，且复用相同的上下行频率资源；若第一卫星位于该干扰区域内，则根据与第一卫星同属一卫星星座系统的，且位于第二卫星干扰区域外的第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第三卫星进行通信。本发明通过在轨道高度不同的第一卫星和第二卫星间进行频率复用，地面站可在多个同一星座的卫星之间进行灵活的波束切换，不会造成卫星通信系统的干扰，保证卫星通信系统可以复用几乎全部的卫星频率资源。

Description

一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置
技术领域
本发明涉及卫星通信及频率资源复用技术领域，尤其涉及一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置。
背景技术
卫星通信的频率资源从较低的L波段、S波段，发展到高频的K、Ku、Ka波段。高频段的雨衰大，但是波长小，天线增益高，可用带宽大，可以克服其他缺点，因此得到新一代卫星通信系统的广泛应用。但是，按照现有的频率划分方案，同一频段的资源被高轨道卫星(如静止轨道卫星)占用后，就不能被其他低轨道的卫星系统使用，以免形成干扰。
目前在同一静止轨道卫星内，可以利用天线波束成型技术，对频率进行复用；在不同的静止轨道卫星之间，由于轨道位置不同，且相对位置没有变化，也可以在不干扰其他相邻静止轨道卫星的情况下进行频率复用。
但是低轨道卫星因为轨道可能与静止轨道卫星在轨道平面上有交叉，难以避免出现低轨道卫星运行到从地面站看来是和静止轨道卫星在同一轨道位置上的情况，由于卫星通信的频率规划是优先保证静止轨道卫星使用，则低轨道卫星无法复用静止轨道卫星已经使用的频率。这样，高低轨道卫星之间频率不能复用，卫星通信系统可用的频率资源大大受限。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种在高低轨道卫星间的频率复用方法及装置，解决了现有技术中高低轨道卫星之间频率不能复用，导致可用频率资源受限的问题。
依据本发明的一个方面，提供了一种在高低轨道卫星间的频率复用方法，应用于第一卫星地面站，其频率复用方法具体包括：
判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，第一卫星和第二卫星所在的轨道高度不同，且第一卫星和第二卫星复用相同的上下行频率资源；
若第一卫星位于第二卫星的干扰区域内，则根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第三卫星进行通信；其中，第三卫星与第一卫星同属一卫星星座系统，且第三卫星位于第二卫星的干扰区域外。
其中，该频率复用方法还包括：
若第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内，则继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。
其中，判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；
获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域；
根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
其中，根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
根据第一瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第一卫星之间的第一向量；
根据第二瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第二卫星之间的第二向量；
判断第一向量与第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值；其中，干扰夹角门限值为第二卫星的干扰区域与第一卫星地面站之间的夹角的最大值；
若向量夹角小于或等于干扰夹角门限值，则判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；
若向量夹角大于干扰夹角门限值，则判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
其中，当第二卫星为地球同步卫星时，判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
获取第一卫星上一次进入第二卫星的干扰区域的第一时间；
根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内；
或者，判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；
获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域；
根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
其中，根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
计算当前时间与第一时间的时间差；
判断时间差是否大于第一卫星的运行周期；
若时间差大于或等于第一卫星的运行周期，则判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；
若时间差小于第一卫星的运行周期，则判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
其中，在根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向之后，频率复用方法还包括：
再次判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内；
若第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内，则根据当前获取的第一卫星的瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第一卫星进行通信；或者，
若第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内，继续保持第一卫星地面站与第三卫星进行通信。
依据本发明的再一个方面，还提供了一种在高低轨道卫星间的频率复用装置，应用于第一卫星地面站，该频率复用装置具体包括：
第一判断模块，用于判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，第一卫星和第二卫星所在的轨道高度不同，且第一卫星和第二卫星使用相同的上下行频率资源；
第一处理模块，用于当第一卫星位于第二卫星的干扰区域内时，根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第三卫星进行通信；其中，所述第三卫星与所述第一卫星同属一卫星星座系统，且所述第三卫星位于所述第二卫星的干扰区域外。
其中，该频率复用装置还包括：
第二处理模块，用于当第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内时，继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。
其中，第一判断模块具体包括：
第一获取单元，用于获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；
第二获取单元，用于获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域；
第一判断单元，用于根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
其中，第一判断单元具体包括：
第一计算子单元，用于根据第一瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第一卫星之间的第一向量；
第二计算子单元，用于根据第二瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第二卫星之间的第二向量；
第一判断子单元，用于判断第一向量与第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值；其中，干扰夹角门限值为第二卫星的干扰区域与第一卫星地面站之间的夹角的最大值；
第一处理子单元，用于当向量夹角小于或等于干扰夹角门限值时，判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；
第二处理子单元，用于当向量夹角大于干扰夹角门限值时，判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
其中，第一判断模块具体还包括：
第三获取单元，用于获取第一卫星上一次进入第二卫星的干扰区域的第一时间；
第二判断单元，用于根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
其中，第二判断单元具体包括：
第三计算子单元，用于计算当前时间与第一时间的时间差；
第二判断子单元，用于判断时间差是否大于第一卫星的运行周期；
第三处理子单元，用于当时间差大于或等于第一卫星的运行周期时，判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；
第四处理子单元，用于当时间差小于第一卫星的运行周期时，判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
其中，频率复用装置还包括：
第二判断模块，用于再次判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内；
第三处理模块，用于当第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内时，根据当前获取的第一卫星的瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第一卫星进行通信；或者，
第四处理模块，用于当第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内时，继续保持第一卫星地面站与第三卫星进行通信。
本发明的实施例的有益效果是：
当一轨道高度的第一卫星运行至另一轨道高度的第二卫星的干扰区域内时，地面站可将自身天线的波束方向切换至未落入第二卫星干扰区域且与第一卫星同星座的第三卫星上，以避免第一卫星对第二卫星的频率干扰，以实现在轨道高度不同的卫星之间进行频率复用，从而保证了卫星通信系统可以复用几乎全部的卫星频率资源。
附图说明
图1表示本发明的在高低轨道卫星间的运行过程示意图；
图2表示本发明的实施例一的流程示意图一；
图3表示本发明的实施例一的流程示意图二；
图4表示本发明的实施例二的具体流程示意图；
图5表示图4中S13的具体流程图；
图6表示本发明的实施例三的具体流程示意图；
图7表示图6中S15的具体流程图；
图8表示本发明的实施例四的流程示意图；
图9表示本发明的实施例五的流程示意图；
图10表示本发明的实施例六的模块示意图。
其中图中：1、第一卫星，2、第二卫星，3、第三卫星，4、第二卫星地面站，5、第一卫星地面站；
20、第二卫星的干扰区域；
101、第一判断模块，201、第一处理模块。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
实施例一
卫星通信系统中，不同轨道的卫星与不同的地面站相互通信，如图1所示，在该卫星系统中包括：第一卫星1，第二卫星2，与第一卫星1同属一卫星星座系统的第三卫星3，与第二卫星2通信的第二卫星地面站4，以及与第一卫星1通信的第一卫星地面站5。其中，第一卫星1与第二卫星2所在的轨道高度不同，假设第二卫星2的频率使用优先级高于第一卫星1和第三卫星3，为了避免第一卫星1与第二卫星2之间频率复用所引起的干扰问题，本发明实施例一提供了一种频率复用方法，应用于第一卫星地面站，具体地，如图2所示，该频率复用方法包括以下步骤：
S10：判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
这里，第一卫星1与第二卫星2所在的轨道高度不同，且第一卫星1与第二卫星2复用相同的上下行频率资源。其中，第一卫星1与第一卫星地面站5通信，第二卫星2与第二卫星地面站4通信，由于目前卫星通信通常采用上下行窄带波束技术，所以由于第一卫星地面站5和第二卫星地面站4的地理坐标位置不同，因此第一卫星1和第二卫星2的天线波束方向不同，因而下发的下行信号不会互相干扰。但是通常不同轨道高度的卫星在运行时，从地面站的视角上看会在轨道平面上存在交叉，这样从第一卫星地面站5或第二卫星地面站4的天线波束方向就会有重叠，因此就不可避免地存在上行同频干扰问题；而每个卫星的天线的波束方向和角度已知，这样就可根据已知的天线波束方向及角度计算每个卫星的干扰区域。本发明通过判断第一卫星1是否落入第二卫星的干扰区域20内，来判断第一卫星1和第二卫星2是否存在同频干扰问题。
S20：若第一卫星位于第二卫星的干扰区域内，则根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向。
其中，假设第二卫星2的频率使用优先级高于第一卫星1，则如果判断出第一卫星1落入到第二卫星2的干扰区域内，说明第一卫星1和第二卫星2之间存在同频干扰问题，这时，需要根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站5的天线波束方向，以使第一卫星地面站5与第三卫星3通信。其中，第三卫星3与第一卫星1同属一个卫星星座系统，且第三卫星3位于第二卫星的干扰区域20之外。也就是说，当第一卫星1运行至第二卫星的干扰区域20边缘时，第一卫星地面站5会将自身天线波束方向调整至于第一卫星1同卫星星座系统的第三卫星3的方向上，断开与第一卫星1之间的通信，转而与第三卫星3通信，以避免第一卫星1位于第二卫星的干扰区域20内时所造成的上行同频干扰问题。
通过在轨道高度不同的卫星之间进行频率复用，当一轨道高度的第一卫星运行至另一轨道高度的第二卫星的干扰区域内时，地面站可将自身天线的波束方向切换至未落入第二卫星干扰区域且与第一卫星同星座的第三卫星上，以避免第一卫星对第二卫星的频率干扰，从而保证了卫星通信系统可以复用几乎全部的卫星频率资源。
其中，如图3所示，上述频率复用方法还包括：
S30：若第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内，则继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。
当第一卫星1未落入第二卫星的干扰区域20内时，第一卫星地面站5和第二卫星地面站4的天线波束方向不同，不会出现上行同频干扰问题，第一卫星1与第二卫星2可复用相同的上下行频率资源。
实施例二
具体判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内的实现方式有多种，下面将结合图4对其中的一种方式进行简单说明。
其中，S10具体可参照以下步骤实现：
S11：获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息。
这里是指，第一卫星地面站5能够获取到第一卫星1的第一瞬时位置信息，即第一卫星1的当前瞬时位置信息，这里具体获取方式，可以是第一卫星地面站1具备定位能力，能够计算出第一卫星1的瞬时位置信息；亦或者是第一卫星1具备定位能力，能够实时检测出自身所在的位置信息，并在与第一卫星地面站5通信的过程中将自身的实时位置发送至第一卫星地面站5。
S12：获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域。
同上，第二卫星2的瞬时位置信息既可以是第二卫星地面站4计算得出并告知第一卫星地面站5的，亦可以是由第二卫星地面站4计算得出，并告知第一卫星地面站5的。
S13：根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
根据获取到的第一卫星1的第一瞬时位置信息，以及第二卫星2的第二瞬时位置信息，可以判断处第一卫星1是否落入第二卫星的干扰区域20内。
其中，具体如何进行判断，可参照如图5所示的步骤实现：
S131：根据第一瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第一卫星之间的第一向量。
这里指的是，第一卫星地面站5具备定位能力，可获知自身的地理坐标信息，亦可获取第一卫星1的第一瞬时位置信息。假设：当第一卫星地面站5的地理坐标信息为D1(x1，y1，z1)，第一卫星1的当前瞬时位置信息为D′1(x′1，y′1，z′1)时，第一向量为l1(x1-x′1，y1-y′1，z1-z′1)。
S132：根据第二瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第二卫星之间的第二向量。
同理，假设：第二卫星2的当前瞬时位置信息为D′2(x′2，y′2，z′2)时，第二向量为l2(x1-x′2，y1-y′2，z1-z′2)。
S133：判断第一向量与第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值。
其中，干扰夹角门限值为第二卫星的干扰区域与第一卫星地面站之间的夹角的最大值。其中，根据三维向量夹角计算公式，可以计算得出第一向量l1与第二向量l2之间的夹角的余弦为从而计算出向量夹角。
S134：若向量夹角小于或等于干扰夹角门限值，则判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内。
其中，当向量夹角小于或等于上述干扰夹角门限值时，表示第一卫星1运行至第二卫星的干扰区域20内。
S135：若向量夹角大于干扰夹角门限值，则判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
当向量夹角大于上述干扰夹角门限值时，表示第一卫星1未运行至第二卫星的干扰区域20内。
在S13判断出第一卫星1是否落入第二卫星的干扰区域后，还包括S20或S30。
如果判断出第一卫星1落入到第二卫星2的干扰区域内，说明第一卫星1和第二卫星2之间存在同频干扰问题，这时，需要根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站5的天线波束方向，以使第一卫星地面站5与第三卫星3通信。其中，第三卫星3与第一卫星1同属一个卫星星座系统，且第三卫星3位于第二卫星的干扰区域20之外。也就是说，当第一卫星1运行至第二卫星的干扰区域20边缘时，第一卫星地面站5会将自身天线波束方向调整至于第一卫星1同卫星星座系统的第三卫星3的方向上，断开与第一卫星1之间的通信，转而与第三卫星3通信，以避免第一卫星1位于第二卫星的干扰区域20内时所造成的上行同频干扰问题。
如果判断出第一卫星1未落入第二卫星的干扰区域20内时，继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。由于第一卫星地面站5和第二卫星地面站4的天线波束方向不同，故而不会出现上行同频干扰问题，第一卫星1与第二卫星2可复用相同的上下行频率资源。
实施例三
以上是基于第一卫星1、第二卫星2与第一卫星地面站5之间的位置关系判断第一卫星1是否落入第二卫星的干扰区域20内。下面将结合图6对其中的另外一种方式进行简单说明，其中，该方式相对于实施例二中的方式，更适用于第二卫星为地球同步卫星的情况。
其中，S10具体还可参照以下步骤实现：
S14：获取第一卫星上一次进入第二卫星的干扰区域的第一时间。
这里是指，每当第一卫星1刚好运行至第二卫星的干扰区域20时，记录下该时间，上一次运行到该位置的时间为第一时间。
S15：根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
由于地球同步卫星与第一卫星地面站的相对位置不变，因此，第一卫星1的运行周期刚好是第一卫星1运行至相同位置的间隔时间。这样，根据第一时间和该运行周期，即可判断出第一卫星1是否落入至第二卫星的干扰区域20内。
具体地，具体如何进行判断，可参照如图7所示的步骤实现，S15具体包括：
S151：计算当前时间与第一时间的时间差。
S152：判断时间差是否大于第一卫星的运行周期。
S153：若时间差大于或等于第一卫星的运行周期，则判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内。
S154：若时间差小于第一卫星的运行周期，则判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
这里是说，计算当前时间与上一次第一卫星1刚好运行至第二卫星的干扰区域20时的时间差，如果该时间差小于第一卫星1的运行周期，则说明这时第一卫星1还未再次进入第二卫星的干扰区域20，如果该时间差大于或等于第一卫星1的运行周期，则说明这时第一卫星1再次进入了第二卫星的干扰区域20。值得指出的是，采用该方式时还需要记录上一次第一卫星1刚好运行出第二卫星的干扰区域20时的时间，可记录第一卫星1在第二卫星的干扰区域20内的运行时间，从而更加精准地判断第一卫星1是否位于第二卫星的干扰区域20内。
值得指出的是，除了以上基于时间差的方式对第一卫星1是否位于第二卫星的干扰区域20内的判断外，还可以采用定时器的方式，其中，当第一卫星1刚好运行至第二卫星的干扰区域20时，启动一定时器，其中，该定时器的定时时间为第一卫星1在第二卫星的干扰区域20内的运行时间；当该定时器工作时，则判断第一卫星1位于第二卫星的干扰区域20内；当该定时器不工作时，则判断第一卫星1位于第二卫星的干扰区域20外。其中，基于时间信息判断的方式，相对于基于位置信息判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内的方式，计算量更小，计算精度更高。
在S15判断出第一卫星1是否落入第二卫星的干扰区域后，还包括S20或S30。
如果判断出第一卫星1落入到第二卫星2的干扰区域内，说明第一卫星1和第二卫星2之间存在同频干扰问题，这时，需要根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站5的天线波束方向，以使第一卫星地面站5与第三卫星3通信。其中，第三卫星3与第一卫星1同属一个卫星星座系统，且第三卫星3位于第二卫星的干扰区域20之外。也就是说，当第一卫星1运行至第二卫星的干扰区域20边缘时，第一卫星地面站5会将自身天线波束方向调整至于第一卫星1同卫星星座系统的第三卫星3的方向上，断开与第一卫星1之间的通信，转而与第三卫星3通信，以避免第一卫星1位于第二卫星的干扰区域20内时所造成的上行同频干扰问题。
如果判断出第一卫星1未落入第二卫星的干扰区域20内时，继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。由于第一卫星地面站5和第二卫星地面站4的天线波束方向不同，故而不会出现上行同频干扰问题，第一卫星1与第二卫星2可复用相同的上下行频率资源。
实施例四
其中，为了避免第一卫星1对第二卫星2的上行信号的同频干扰，在S10判断出第一卫星1是否落入第二卫星的干扰区域20内后，当第一卫星1进入第二卫星的干扰区域20时，第一卫星地面站5会将自身天线波束方向由第一卫星1切换至第三卫星3的方向上。当S20切换完成后，本发明的频率复用方法还包括如图8所示的步骤：
S40：再次判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内。
判断方式可采用上述实施例二或实施例三或其他方式实现。
S41：若第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内，则根据当前获取的第一卫星的瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第一卫星进行通信。
如果当前第一卫星1不在第二卫星的干扰区域20内，第一卫星地面站5可根据第一卫星1的当前瞬时位置信息将自身天线波束方向由第三卫星3的方向切换至第一卫星1的方向，以使第一卫星地面站5与第一卫星1进行通信。
实施例五
或者，为了避免第一卫星1对第二卫星2的上行信号的同频干扰，在S10判断出第一卫星1是否落入第二卫星的干扰区域20内后，当第一卫星1进入第二卫星的干扰区域20时，第一卫星地面站5会将自身天线波束方向由第一卫星1切换至第三卫星3的方向上。当S20切换完成后，本发明的频率复用方法还包括如图9所示的步骤：
S40：再次判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内。
判断方式可采用上述实施例二或实施例三或其他方式实现。
在S40之后，还包括：
S42：若第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内，继续保持第一卫星地面站与第三卫星进行通信。
由于第三卫星3与第一卫星1同属于一卫星星座系统，故而上述两卫星所承载的业务相似或相同，因此可不再将第一卫星地面站5的天线波束方向调整至第一卫星1的方向上，而继续保持第一卫星地面站5与第三卫星3进行通信，亦不会对当前业务产生不利影响。
综上，本发明实施例提供的频率复用方法，通过在轨道高度不同的卫星之间进行频率复用，当一轨道高度的第一卫星运行至另一轨道高度的第二卫星的干扰区域内时，地面站可将自身天线的波束方向切换至未落入第二卫星干扰区域且与第一卫星同星座的第三卫星上，以避免第一卫星对第二卫星的频率干扰，从而保证了卫星通信系统可以复用几乎全部的卫星频率资源。
实施例六
依据本发明实施例的再一个方面，还提供了一种在高低轨道卫星间的频率复用装置，应用于第一卫星地面站，该频率复用装置具体包括：
第一判断模块101，用于判断与第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，第一卫星和第二卫星所在的轨道高度不同，且第一卫星和第二卫星使用相同的上下行频率资源；
第一处理模块201，用于当第一卫星位于第二卫星的干扰区域内时，根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第三卫星进行通信；其中，第三卫星与第一卫星同属一卫星星座系统，且第三卫星位于第二卫星的干扰区域外。
其中，该频率复用装置还包括：
第二处理模块，用于当第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内时，继续保持第一卫星地面站与第一卫星进行通信。
其中，第一判断模块101具体包括：
第一获取单元，用于获取与第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；
第二获取单元，用于获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定第二卫星的干扰区域；
第一判断单元，用于根据第一瞬时位置信息和第二瞬时位置信息，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
其中，第一判断单元具体包括：
第一计算子单元，用于根据第一瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第一卫星之间的第一向量；
第二计算子单元，用于根据第二瞬时位置信息，计算第一卫星地面站与第二卫星之间的第二向量；
第一判断子单元，用于判断第一向量与第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值；其中，干扰夹角门限值为第二卫星的干扰区域与第一卫星地面站之间的夹角的最大值；
第一处理子单元，用于当向量夹角小于或等于干扰夹角门限值时，判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；
第二处理子单元，用于当向量夹角大于干扰夹角门限值时，判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
其中，第一判断模块101具体还包括：
第三获取单元，用于获取第一卫星上一次进入第二卫星的干扰区域的第一时间；
第二判断单元，用于根据第一时间与第一卫星的运行周期，判断第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
其中，第二判断单元具体包括：
第三计算子单元，用于计算当前时间与第一时间的时间差；
第二判断子单元，用于判断时间差是否大于第一卫星的运行周期；
第三处理子单元，用于当时间差大于或等于第一卫星的运行周期时，判断结果为第一卫星位于第二卫星的干扰区域内；
第四处理子单元，用于当时间差小于第一卫星的运行周期时，判断结果为第一卫星未位于第二卫星的干扰区域内。
其中，频率复用装置还包括：
第二判断模块，用于再次判断第一卫星是否落入第二卫星的干扰区域内；
第三处理模块，用于当第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内时，根据当前获取的第一卫星的瞬时位置信息调整第一卫星地面站的天线波束方向，以使第一卫星地面站与第一卫星进行通信；或者，
第四处理模块，用于当第一卫星未落入第二卫星的干扰区域内时，继续保持第一卫星地面站与第三卫星进行通信。
需要说明的是，该频率复用装置是与上述频率复用方法对应的装置，上述方法实施例中所有实现方式均适用于该装置的实施例中，也能达到相同的技术效果。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种在高低轨道卫星间的频率复用方法，应用于第一卫星地面站，其特征在于，包括：
判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，所述第一卫星和所述第二卫星所在的轨道高度不同，且所述第一卫星和所述第二卫星使用相同的上下行频率资源；
若所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内，则根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向，以使所述第一卫星地面站与所述第三卫星进行通信；其中，所述第三卫星与所述第一卫星同属一卫星星座系统，且所述第三卫星位于所述第二卫星的干扰区域外。
2.根据权利要求1所述的频率复用方法，其特征在于，还包括：
若所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内，则继续保持所述第一卫星地面站与所述第一卫星进行通信。
3.根据权利要求1或2所述的频率复用方法，其特征在于，所述判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
获取与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；
获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定所述第二卫星的干扰区域；
根据所述第一瞬时位置信息和所述第二瞬时位置信息，判断所述第一卫星是否位于所述第二卫星的干扰区域内。
4.根据权利要求3所述的频率复用方法，其特征在于，所述根据所述第一瞬时位置信息和所述第二瞬时位置信息，判断所述第一卫星是否位于所述第二卫星的干扰区域内，具体包括：
根据所述第一瞬时位置信息，计算所述第一卫星地面站与所述第一卫星之间的第一向量；
根据第二瞬时位置信息，计算所述第一卫星地面站与所述第二卫星之间的第二向量；
判断所述第一向量与所述第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值；其中，所述干扰夹角门限值为所述第二卫星的干扰区域与所述第一卫星地面站之间的夹角的最大值；
若所述向量夹角小于或等于干扰夹角门限值，则判断结果为所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内；
若所述向量夹角大于所述干扰夹角门限值，则判断结果为所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内。
5.根据权利要求1所述的频率复用方法，其特征在于，当所述第二卫星为地球同步卫星时，所述判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
获取所述第一卫星上一次进入所述第二卫星的干扰区域的第一时间；
根据所述第一时间与所述第一卫星的运行周期，判断所述第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内；
或者，所述判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
获取与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；
获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定所述第二卫星的干扰区域；
根据所述第一瞬时位置信息和所述第二瞬时位置信息，判断所述第一卫星是否位于所述第二卫星的干扰区域内。
6.根据权利要求5所述的频率复用方法，其特征在于，所述根据所述第一时间与所述第一卫星的运行周期，判断所述第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，具体包括：
计算当前时间与所述第一时间的时间差；
判断所述时间差是否大于所述第一卫星的运行周期；
若所述时间差大于或等于所述第一卫星的运行周期，则判断结果为所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内；
若所述时间差小于所述第一卫星的运行周期，则判断结果为所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内。
7.根据权利要求1所述的频率复用方法，其特征在于，在所述根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向之后，所述频率复用方法还包括：
再次判断所述第一卫星是否落入所述第二卫星的干扰区域内；
若所述第一卫星未落入所述第二卫星的干扰区域内，则根据当前获取的所述第一卫星的瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向，以使所述第一卫星地面站与所述第一卫星进行通信；或者，
若所述第一卫星未落入所述第二卫星的干扰区域内，继续保持所述第一卫星地面站与所述第三卫星进行通信。
8.一种在高低轨道卫星间的频率复用装置，应用于第一卫星地面站，其特征在于，包括：
第一判断模块，用于判断与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内，其中，所述第一卫星和所述第二卫星所在的轨道高度不同，且所述第一卫星和所述第二卫星使用相同的上下行频率资源；
第一处理模块，用于当所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内时，根据第三卫星的当前瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向，以使所述第一卫星地面站与所述第三卫星进行通信；其中，所述第三卫星与所述第一卫星同属一卫星星座系统，且所述第三卫星位于所述第二卫星的干扰区域外。
9.根据权利要求8所述的频率复用装置，其特征在于，还包括：
第二处理模块，用于当所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内时，继续保持所述第一卫星地面站与所述第一卫星进行通信。
10.根据权利要求8或9所述的频率复用装置，其特征在于，所述第一判断模块具体包括：
第一获取单元，用于获取与所述第一卫星地面站进行通信的第一卫星的第一瞬时位置信息；
第二获取单元，用于获取第二卫星的第二瞬时位置信息，确定所述第二卫星的干扰区域；
第一判断单元，用于根据所述第一瞬时位置信息和所述第二瞬时位置信息，判断所述第一卫星是否位于所述第二卫星的干扰区域内。
11.根据权利要求10所述的频率复用装置，其特征在于，所述第一判断单元具体包括：
第一计算子单元，用于根据所述第一瞬时位置信息，计算所述第一卫星地面站与所述第一卫星之间的第一向量；
第二计算子单元，用于根据第二瞬时位置信息，计算所述第一卫星地面站与所述第二卫星之间的第二向量；
第一判断子单元，用于判断所述第一向量与所述第二向量之间的向量夹角是否小于干扰夹角门限值；其中，所述干扰夹角门限值为所述第二卫星的干扰区域与所述第一卫星地面站之间的夹角的最大值；
第一处理子单元，用于当所述向量夹角小于或等于干扰夹角门限值时，判断结果为所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内；
第二处理子单元，用于当所述向量夹角大于所述干扰夹角门限值时，判断结果为所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内。
12.根据权利要求8所述的频率复用装置，其特征在于，所述第一判断模块具体还包括：
第三获取单元，用于获取所述第一卫星上一次进入所述第二卫星的干扰区域的第一时间；
第二判断单元，用于根据所述第一时间与所述第一卫星的运行周期，判断所述第一卫星是否位于第二卫星的干扰区域内。
13.根据权利要求12所述的频率复用装置，其特征在于，所述第二判断单元具体包括：
第三计算子单元，用于计算当前时间与所述第一时间的时间差；
第二判断子单元，用于判断所述时间差是否大于所述第一卫星的运行周期；
第三处理子单元，用于当所述时间差大于或等于所述第一卫星的运行周期时，判断结果为所述第一卫星位于所述第二卫星的干扰区域内；
第四处理子单元，用于当所述时间差小于所述第一卫星的运行周期时，判断结果为所述第一卫星未位于所述第二卫星的干扰区域内。
14.根据权利要求8所述的频率复用装置，其特征在于，所述频率复用装置还包括：
第二判断模块，用于再次判断所述第一卫星是否落入所述第二卫星的干扰区域内；
第三处理模块，用于当所述第一卫星未落入所述第二卫星的干扰区域内时，根据当前获取的所述第一卫星的瞬时位置信息调整所述第一卫星地面站的天线波束方向，以使所述第一卫星地面站与所述第一卫星进行通信；或者，
第四处理模块，用于当所述第一卫星未落入所述第二卫星的干扰区域内时，继续保持所述第一卫星地面站与所述第三卫星进行通信。
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