CN114520679A - 卫星波束使用方法、卫星通信设备和终端 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种卫星波束使用方法、卫星通信设备和终端，本发明的方法包括：通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。能够保证卫星波束是窄波束甚至是点波束的情况下，仍可以为整个覆盖范围内的用户提供高效的通信服务，提升了传输效率。

Description

卫星波束使用方法、卫星通信设备和终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种卫星波束使用方法、卫星通信设备和终端。

背景技术

在卫星通信系统中，由于卫星到地面的无线传输距离较远，路径损耗较大。而且频段越高，损耗越大，再加上降雨衰减、大气衰减等因素，导致整个无线传输损耗较大。

然而，在卫星的发射端，发射功率增大到一定程度，将大幅增大卫星载荷的功耗、体积、重量和散热等要求，并最终影响卫星的造价，因此发射功率通常是受限的；在卫星的接收端，由于技术和成本的限制，接收灵敏度的提升空间也非常有限。因此，使用高增益的天线来提高卫星收发信机的EIRP(equivalent isotropically radiated power，等效全向辐射功率)和G/T值，来对抗传输损耗，已成为了卫星通信中提高系统载干比的有效手段和一个必然选择。而且，随着毫米波技术和大规模天线阵列技术的日益成熟，这个方法也逐渐成为了一个技术趋势。

另一方面，在卫星通信中，由于每颗卫星所要覆盖的范围通常是较大的，而天线增益越高则其覆盖范围越窄。因此，如何使用窄波束甚至是点波束为整个覆盖范围内的用户提供高效的通信服务是这个领域中最关键的问题之一。

发明内容

本发明实施例提供一种卫星波束使用方法、卫星通信设备和终端，用以解决如何使用窄波束甚至是点波束为整个覆盖范围内的用户提供高效的通信服务的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种卫星波束使用方法，应用于卫星通信设备，所述卫星通信设备包括卫星和/或基站，包括：

通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种卫星波束使用方法，应用于终端，包括：

接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种卫星通信设备，包括：

发送模块，用于通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

接收模块，用于接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

处理模块，用于根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

传输模块，用于根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种卫星通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的卫星波束使用方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的卫星波束使用方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种终端，包括：

信号接收模块，用于接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

信号发送模块，用于根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上所述的卫星波束使用方法的步骤。

为了实现上述目的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上所述的卫星波束使用方法的步骤。

本发明的有益效果是：

上述方案，将需要波束覆盖的范围划分成扫描波位集合，一个第一类波束负责覆盖一个扫描波位集合，通过使用第一类波束对波位集合中的扫描波位进行周期性扫描，能够获得终端所在位置，进一步通过第一类波束或第二类波束与终端通信，如此，可以保证卫星波束是窄波束甚至是点波束的情况下，仍可以为整个覆盖范围内的用户提供高效的通信服务，提升了传输效率。

附图说明

图1表示本发明实施例的卫星波束使用方法的流程示意图之一；

图2表示本发明实施例的波位扫描驻留时隙和动态调度时隙示意图；

图3表示本发明实施例的扫描周期示意图；

图4表示本发明实施例的卫星波束使用方法的流程示意图之二；

图5表示本发明实施例的卫星通信设备的模块示意图；

图6表示本发明实施例的终端的模块示意图；

图7为本发明实施例的终端的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明针对如何使用窄波束甚至是点波束为整个覆盖范围内的用户提供高效的通信服务的问题，提供一种卫星波束使用方法、卫星通信设备和终端。

如图1所示，本发明其中一实施例提供一种卫星波束使用方法，应用于卫星通信设备，所述卫星通信设备包括卫星和/或基站，包括：

步骤101：通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号。

本步骤中，可选地，所述下行扫描波束信号包括同步信号、系统信息、寻呼消息和用户特定信息中的至少一项。

步骤102：接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号。

本步骤中，可选地，所述反馈信号包括随机接入信号和寻呼响应信号中的至少一项。

步骤103：根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位。

步骤104：根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

本申请一可选实施例中，可以将卫星上的波束分为两类：第一类波束，即扫描波束，主要用来承载广播类的信号，亦可兼顾承载用户特定的信号；第二类波束，即动态调度波束，用来承载用户特定信号。

其中，扫描波束包括上行扫描波束和下行扫描波束；通常情况下，上行扫描波束与下行扫描波束一一对应。上行扫描波束主要是承载上行接入信号，亦可兼顾承载其他上行信号。需要说明的是，在上下行使用频分复用的系统中，上行扫描波束与下行扫描波束成对存在。

动态调度波束包括上行动态调度波束和下行动态调度波束；上行动态调度波束根据需要接收终端所在的动态调度波位(上行动态调度波位)的上行信号；下行动态调度波束根据需要向终端所在的动态调度波位(下行动态调度波位)发送信号。需要说明的是，上行动态调度波束与下行动态调度波束成对存在。

需要说明的是，卫星通信设备(比如基站)为终端调度下行动态调度波束的前提条件是基站已知该终端所在的下行动态调度波位；基站为终端调度上行动态调度波束的前提条件是基站已知该终端所在的上行动态调度波位。

可选地，每个第一类波束对应于所述卫星通信设备的地面覆盖范围内的一个扫描波位集合，每个扫描波位集合包括至少一个扫描波位；在一个扫描周期，所述第一类波束对所述扫描波位集合中的每个扫描波位分别进行扫描；在同一时刻，所述第一类波束对一个扫描波位进行覆盖；所述扫描周期包括至少一个驻留时隙，且所述驻留时隙的个数大于或等于所述扫描波位的个数。

本申请一可选实施例中，在一个卫星的地面覆盖范围内，划分为V个下行动态调度波位，划分为W个扫描波位，将这W个扫描波位划分为J个扫描波位集合；每个扫描波位集合由一个扫描波束负责扫描；扫描波位集合包括一个或多个扫描波位。

扫描波位包括下行扫描波位和上行扫描波位，则在一个卫星的地面覆盖范围内划分为W个下行扫描波位和W个上行扫描波位。其中，一个下行扫描波束在同一时刻能够且只能覆盖一个下行扫描波位；一个上行扫描波束在同一时刻能够且只能覆盖一个上行扫描波位。

相应的，动态调度波位包括下行动态调度波位和上行动态调度波位，则在一个卫星的地面覆盖范围内划分为V个下行动态调度波位和V个上行动态调度波位。其中，一个下行动态调度波束在同一时刻只能覆盖一个下行动态调度波位；一个上行动态调度波束在同一时刻只能覆盖一个上行动态调度波位。

需要说明的是，一对上行扫描波束和下行扫描波束的上行扫描波位和下行扫描波位在同一时刻总是对应在同一个扫描波位上；一对上行动态调度波束和下行动态调度波束的上行动态调度波位和下行动态调度波位在同一时刻总是对应在同一个动态调度波位上。

这里，一对上行扫描波束和下行扫描波束对应的上行扫描波位和下行扫描波位扫描模式相同；两对上行扫描波束和下行扫描波束对应的上行扫描波位和下行扫描波位扫描模式可以相同，也可以不同，这里不做限定。其中，波位扫描驻留时隙包括上行波位扫描驻留时隙和下行波位扫描驻留时隙；扫描周期包括上行波位扫描周期和下行波位扫描周期。这里的扫描模式包括：一对上行扫描波束和下行扫描波束对应的上行扫描波位和下行扫描波位，该上行扫描波位在上行波位扫描周期所对应的上行波位扫描驻留时隙和该下行扫描波位在下行波位扫描周期所对应下行波位扫描驻留时隙时序相同，上行波位扫描周期和下行波位扫描周期相等。

例如：每个下行扫描波位集合由一个下行扫描波束负责扫描。特别的，只有一个下行扫描波位集合的情况下，只需要一个下行扫描波束进行扫描。

每个上行扫描波位集合由一个上行扫描波束负责扫描。特别的，只有一个上行扫描波位集合的情况下，只需要一个上行扫描波束进行扫描。

具体的，每个下行扫描波束负责覆盖一个下行扫描波位集合。下行扫描波束通过扫描的方式，对这个扫描波位集合中的所有扫描波位进行分时覆盖。其中，下行扫描波束在一个扫描周期内，对其负责的波位集合中的所有扫描波位完成至少一次的广播类信号的发送。

相应的，每个上行扫描波束负责覆盖一个上行扫描波位集合。上行扫描波束通过扫描的方式对这个扫描波位集合中的所有扫描波位进行分时驻留。其中，上行扫描波束在一个扫描周期内，对其负责的波位集合中的所有扫描波位完成至少一次的接入信号的接收检测。

如图2所示，为本申请的波位扫描驻留时隙和动态调度时隙示意图。可选地，所述驻留时隙包括波位扫描驻留时隙和/或动态调度时隙；

其中，在一个所述扫描周期中，所述波位扫描驻留时隙与所述扫描波位一一对应，所述第一类波束在所述扫描波位对应的波位扫描驻留时隙上覆盖所述扫描波位；

所述第一类波束在一个所述动态调度时隙上覆盖所述扫描波位集合中的其中一个扫描波位。

需要说明的是，在一个扫描周期中，动态调度时隙的个数可以是如图2所示的两个，也可以是一个或多个，在此不做限定；动态调度时隙在所述扫描周期中的时序可根据具体情况设定，可以位于两个波位扫描驻留时隙之间，也可以是在所有波位扫描驻留时隙之后，在此不做限定。波位扫描驻留时隙包括下行波位扫描驻留时隙和上行波位扫描驻留时隙；下行扫描波束在每个驻留时隙中，除了发送广播类信号之外，亦可向此波位发送用户特定信号；上行扫描波束在每个驻留时隙中，除了接收上行接入信号，亦可接收此扫描波位上的终端发出的其他信号。

具体的，下行扫描波束在一个下行波位扫描周期内，除了轮询其负责的下行扫描波位集合中的所有波位之外，还可以预留出若干驻留时隙(即所述动态调度时隙)，按动态需求分配给任意下行扫描波位；上行扫描波束在每个上行波位扫描驻留时隙中，除了轮询其负责的上行扫描波位集合中的所有扫描波位之外，亦可预留若干个驻留时隙(即所述动态调度时隙)，按照动态需求接收任意上行扫描波位上的信号。

对于每个下行扫描波位集合，尽管包含的下行扫描波位个数可以不同，但采用相同的波位扫描方法。下面以下行扫描波位集合包含下行扫描波位个数为W个为例：

对于W个下行扫描波位中的任意一个波位，每经过一个扫描周期T，该下行扫描波位获得下行扫描波束的一次驻留，每个驻留时隙的时间长度为Ts；设置扫描周期T的长度为等于N个驻留时隙，即T＝N×Ts。其中N不小于扫描波位个数W；在扫描周期T中，W个扫描波位各获得一次下行扫描波束的驻留，剩余的(N-W)个驻留时隙作为该下行扫描波束的动态调度时隙，可以根据调度需求对不超过(N-W)个任意的下行扫描波位进行覆盖。

需要说明的是，除了动态调度的驻留时隙(即所述动态调度时隙)下行波位扫描驻留时隙之外，其他下行波位扫描驻留时隙上分配的扫描波位都是确定且相对固定的(根据系统配置参数而定)。

对于W个上行扫描波位中的任意一个波位，每经过一个扫描周期T，该上行扫描波位获得上行扫描波束的一次驻留，每个驻留时隙的时间长度为Ts；设置周期T的长度为等于N个驻留时隙，即T＝N×Ts。其中N不小于扫描波位个数W；在扫描周期T中，W个扫描波位各获得一次上行扫描波束的驻留，剩余的(N-W)个驻留时隙作为该上行扫描波束的动态调度时隙，可以根据调度需求对不超过(N-W)个任意的上行扫描波位进行覆盖。

需要说明的是，除了动态调度的驻留时隙(即所述动态调度时隙)之外，其他上行波位扫描驻留时隙上分配的扫描波位都是确定且相对固定的(根据系统配置参数而定)。

可选地，在一个卫星上，至少设置有一个所述第一类波束。

可选地，在一个所述卫星上设置有0个所述第二类波束的情况下，所述卫星设置有一个所述第一类波束。

比如，在一个卫星上，设置上行扫描波束的个数为最少为一个，上行动态调度波束的个数为最少可以为0个。其中，当一个卫星没有设置上行动态调度波束时，该卫星仅设置一个上行扫描波束。

在一个卫星上，设置下行扫描波束的个数为最少为一个，下行动态调度波束的个数为最少可以为0个。其中，当一个卫星没有设置下行动态调度波束时，该卫星仅设置一个下行扫描波束。

通常的，上行扫描波束与下行扫描波束一一对应。也就是说，上行扫描波束的个数等于下行扫描波束的个数，上行动态调度波束的个数等于下行动态调度波束的个数。

可选地，所述根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位，包括：

根据所述反馈信号，得到所述终端所在的上行扫描波位；

根据上行扫描波位与下行扫描波位的一一对应关系，得到所述终端所在的下行扫描波位；

其中，所述扫描波位包括所述上行扫描波位和所述下行扫描波位。

这里，卫星通信设备(比如基站)在终端随机接入过程中或者寻呼响应过程中，可以通过终端发送的反馈信号检测到终端的扫描波位。

具体的，如图3所示，在终端随机接入过程中：基站使用下行扫描波束信号承载同步信号和系统信息，对扫描波位进行周期性扫描发送；终端检测所述下行扫描波束信号，假设终端在下行波位扫描驻留时隙i上检测到系统信息，则在下一个扫描周期的驻留时隙i上发送随机接入信号；基站检测到该随机接入信号后，根据上行波位扫描时序与上行扫描波位的对应关系，得知终端所在的上行扫描波位，并根据上行扫描波位与下行扫描波位的一一对应关系，得到该终端所在的下行扫描波位及其下行波位扫描驻留时隙。其中，Td为基站与终端之间的信号传播时延，Tp为终端接收完一个下行波位扫描驻留时隙后到开始发送随机接入信号之间的处理和等待时间。

在终端寻呼过程中：基站使用下行扫描波束信号承载寻呼消息，对扫描波位进行周期性扫描发送；终端检测下行扫描波束信号，假设终端在下行波位扫描驻留时隙i上检测到针对该终端的寻呼消息，则在下一个扫描周期的驻留时隙i上发送寻呼响应；基站在该驻留时隙上检测到该寻呼响应后，根据上行波位扫描时序与上行扫描波位的对应关系，得知终端所在的上行扫描波位，并根据上行扫描波位与下行扫描波位的一一对应关系，得到该终端所在的下行扫描波位及其下行波位扫描驻留时隙。

基于此，基站在得到终端所在的扫描波位后，即可得知该终端的波位扫描驻留时隙。这样，基站可在选择以下任意方式进行与终端之间的通信(包括信令交互以及数据传输)：

可选地，使用第一类波束，与所述终端进行通信，包括：根据所述扫描波位，获得所述终端所在的波位扫描驻留时隙；在所述波位扫描驻留时隙上，使用第一类波束与所述终端进行通信。也就是说，在扫描周期中，使用扫描波束，在该终端所在的波位扫描驻留时隙上进行后续的信令交互以及数据传输。

可选地，使用第一类波束，与所述终端进行通信，包括：根据所述扫描波位，在所述动态调度时隙上，使用第一类波束与所述终端进行通信。也就是说，在扫描周期中，使用扫描波束，调度动态调度时隙来进行后续的信令交互以及数据传输。

可选地，使用第二类波束，与所述终端进行通信，包括：根据接收到的所述终端发送的地理位置信息，获得所述终端所在的动态调度波位；根据所述动态调度波位，向所述终端分配一个第二类波束，并使用所述第二类波束与所述终端进行通信。比如，终端在其波位扫描驻留时隙上向基站发送该终端的地理位置信息(这种情况下，需要终端具备地理位置定位功能)，基站或核心网根据该终端的地理位置信息获得该终端所在的动态调度波位，然后向该终端调度一个动态调度波束进行后续的信令交互以及数据传输。

可选地，使用第二类波束，与所述终端进行通信，包括：根据扫描波位与动态调度波位之间的对应关系，获得所述终端所在的扫描波位对应的动态调度波位；根据所述动态调度波位，向所述终端分配一个所述第二类波束，并使用所述第二类波束与所述终端进行通信。具体的，如果动态调度波位与扫描波位是一一对应的关系，基站根据终端所在的扫描波位可知对应的动态调度波位，因此可以向这个动态调度波位分配一个动态调度波束来进行后续的信令交互以及数据传输；如果一个动态调度波位包含多个扫描波位，则可以向包含这个扫描波位的动态调度波位分配一个动态调度波束来进行后续的信令交互以及数据传输。

这里，可选地，扫描波位与动态调度波位之间的对应关系包括：

在所述第一类波束的波束宽度等于所述第二类波束的波束宽度的情况下，所述扫描波位与所述动态调度波位一一对应；

在所述第一类波束的波束宽度大于所述第二类波束的波束宽度的情况下，每个所述扫描波位对应多个所述动态调度波位；

在所述第一类波束的波束宽度小于所述第二类波束的波束宽度的情况下，多个所述扫描波位对应一个所述动态调度波位。

例如，根据所述反馈信号，得到所述终端所在的上行扫描波位后，根据上行扫描波位与下行扫描波位的一一对应关系，得到所述终端所在的下行扫描波位。然后可以根据下行扫描波位与下行动态调度波位的关系，获得所述终端所在的下行扫描波位对应的下行动态调度波位。其中，下行扫描波位与下行动态调度波位的关系包括如下三种情况：

一一对应关系：当下行扫描波束的波束宽度等于下行动态调度波束宽度时，下行扫描波位的面积等于下行动态调度波位的面积，如此，下行扫描波位与下行动态调度波位一一对应；

一对多关系：当下行扫描波束的波束宽度大于下行动态调度波束宽度时，下行扫描波位的面积大于下行动态调度波位的面积，如此，每个下行扫描波位对应多个下行动态调度波位；

多对一关系：当下行扫描波束的波束宽度小于下行动态调度波束宽度时，下行扫描波位的面积小于下行动态调度波位的面积，此时多个下行扫描波位对应一个下行动态调度波位。

可选地，还包括：为所述终端分配动态调度波位。

可选地，所述为所述终端分配动态调度波位，包括以下至少一项：

在使用所述第二类波束与所述终端进行通信的情况下，根据基站和/或核心网存储的相关信息，为所述终端分配动态调度波位。

这里，可选地，所述相关信息包括终端波位信息、终端的地理位置信息和卫星星历信息中的至少一项。需要说明的是，系统(基站和/或核心网)存储器中保存着的终端的波位信息和/或地理位置信息，以及卫星最新的星历信息。卫星通信设备(比如基站)与终端在使用动态调度波束进行通信的过程中，基站可以根据系统中最新的终端的波位信息、终端的地理位置信息和卫星星历信息，为终端配置最佳动态调度波位。

根据所述终端上报的第一信号强度，为所述终端分配动态调度波位；其中，所述第一信号强度为所述终端接收到的所述第二类波束的下行信号的信号强度。

这里，可选地，所述根据所述终端上报的第一信号强度，为所述终端分配动态调度波位，包括：在所述第一信号强度小于信号阈值的情况下，选择与所述终端所在动态调度波位的一个或多个相邻波位，对所述终端的所述第一信号强度进行监测；根据监测结果，为所述终端分配动态调度波位。也就是说，终端向基站上报其接收到的信号的强度和质量，如果该信号强度或质量降低到一定门限以下，则卫星通信设备(比如基站)可以通过尝试获取所述终端所在动态调度波位的相邻的一个或多个动态调度波位，并根据这些相邻的动态调度波位的反馈值的优劣，为终端选择最优动态调度波位。

使用多个第二类波束覆盖所述终端所在动态调度波位的相邻波位，并根据所述相邻波位上的所述第二类波束的上行信号的第二信号强度，为所述终端分配动态调度波位。

这里，在有空闲的波束资源的情况下，卫星通信设备(比如基站)可以同时使用多个上行动态调度波束覆盖终端所在动态调度波位的相邻波位，并接收这些相邻波位上的上行信号。根据上行信号的信号强度来判断最优上行动态调度波位(同时也可以得到合并增益)，以便分配给所述终端。

可选地，所述根据所述终端上报的第一信号强度，为所述终端分配动态调度波位，包括：

在所述第一信号强度小于信号阈值的情况下，选择与所述终端所在动态调度波位的一个或多个相邻波位，对所述终端的所述第一信号强度进行监测；

根据监测结果，为所述终端分配动态调度波位。

本发明实施例中，将需要波束覆盖的范围划分成扫描波位集合，一个第一类波束负责覆盖一个扫描波位集合，通过使用第一类波束对波位集合中的扫描波位进行周期性扫描，能够获得终端所在位置，进一步通过第一类波束或第二类波束与终端通信，如此，可以保证卫星波束是窄波束甚至是点波束的情况下，仍可以为整个覆盖范围内的用户提供高效的通信服务，提升了传输效率。

如图4所示，本发明实施例还提供一种卫星波束使用方法，应用于终端，包括：

步骤401：接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号。

本步骤中，可选地，所述下行扫描波束信号包括同步信号、系统信息、寻呼消息和用户特定信息中的至少一项。

其中，终端在刚开机或者空闲态时，针对接收到的下行扫描波束信号，通过检测其承载的同步信号，来获得下行同步；通过检测系统信息，来获得最小系统信息；通过检测寻呼消息，来判断是否有针对该终端的寻呼。

步骤402：根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

本步骤中，可选地，所述反馈信号包括随机接入信号和寻呼响应信号中的至少一项。

可选地，还包括：在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于连接态的情况下，向所述卫星通信设备发送所述终端的地理位置信息。

可选地，还包括：在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于空闲态的情况下，向所述卫星通信设备发送随机接入信号。

也就是说，在终端的位置发生变化且超过一定阈值时：若在空闲态，则向卫星通信设备(比如基站)发起随机接入，使基站获得终端更新的波位信息；若在连接态，则向基站上报新的地理位置信息。

可选地，还包括：向所述卫星通信设备上报第一信号强度；其中，所述第一信号强度为所述终端接收到的所述第二类波束的下行信号的信号强度。

这里，卫星通信设备根据所述终端上报的第一信号强度，为所述终端分配动态调度波位。在所述第一信号强度小于信号阈值的情况下，卫星通信设备选择与所述终端所在动态调度波位的一个或多个相邻波位，对所述终端的所述第一信号强度进行监测；根据监测结果，为所述终端分配动态调度波位。也就是说，终端向基站上报其接收到的信号的强度和质量，如果该信号强度或质量降低到一定门限以下，则卫星通信设备(比如基站)可以通过尝试获取所述终端所在动态调度波位的相邻的一个或多个动态调度波位，并根据这些相邻的动态调度波位的反馈值的优劣，为终端选择最优动态调度波位。

本发明实施例中，终端在波束覆盖的范围内的扫描波位上，周期性地接收卫星通信设备通过第一类波束扫描该扫描波位时发送的下行扫描波束信号，并根据所述下行扫描波束信号作出反馈，以便与卫星通信设备建立通信关系。如此，可以保证卫星波束是窄波束甚至是点波束的情况下，处于整个覆盖范围内的用户可以享受到高效的通信服务，提升用户通信体验。

如图5所示，本发明实施例还提供一种卫星通信设备，包括：

发送模块501，用于通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

接收模块502，用于接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

处理模块503，用于根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

传输模块504，用于根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

可选地，每个第一类波束对应于所述卫星通信设备的地面覆盖范围内的一个扫描波位集合，每个扫描波位集合包括至少一个扫描波位；在一个扫描周期，所述第一类波束对所述扫描波位集合中的每个扫描波位分别进行扫描；在同一时刻，所述第一类波束对一个扫描波位进行覆盖；所述扫描周期包括至少一个驻留时隙，且所述驻留时隙的个数大于或等于所述扫描波位的个数。

可选地，所述驻留时隙包括波位扫描驻留时隙和/或动态调度时隙；

其中，在一个所述扫描周期中，所述波位扫描驻留时隙与所述扫描波位一一对应，所述第一类波束在所述扫描波位对应的波位扫描驻留时隙上覆盖所述扫描波位；

所述第一类波束在一个所述动态调度时隙上覆盖所述扫描波位集合中的其中一个扫描波位。

可选地，所述下行扫描波束信号包括同步信号、系统信息、寻呼消息和用户特定信息中的至少一项。

可选地，所述反馈信号包括随机接入信号和寻呼响应信号中的至少一项。

可选地，在一个卫星上，至少设置有一个所述第一类波束。

可选地，在一个所述卫星上设置有0个所述第二类波束的情况下，所述卫星设置有一个所述第一类波束。

可选地，所述处理模块503包括：

第一处理单元，用于根据所述反馈信号，得到所述终端所在的上行扫描波位；

第二处理单元，用于根据上行扫描波位与下行扫描波位的一一对应关系，得到所述终端所在的下行扫描波位；

其中，所述扫描波位包括所述上行扫描波位和所述下行扫描波位。

可选地，所述传输模块504包括：

第三处理单元，用于根据所述扫描波位，获得所述终端所在的波位扫描驻留时隙；

第四处理单元，用于在所述波位扫描驻留时隙上，使用第一类波束与所述终端进行通信。

可选地，所述传输模块504包括：

第五处理单元，用于根据所述扫描波位，在所述动态调度时隙上，使用第一类波束与所述终端进行通信。

可选地，所述传输模块504包括：

第六处理单元，用于根据扫描波位与动态调度波位之间的对应关系，获得所述终端所在的扫描波位对应的动态调度波位；

第七处理单元，用于根据所述动态调度波位，向所述终端分配一个所述第二类波束，并使用所述第二类波束与所述终端进行通信。

可选地，扫描波位与动态调度波位之间的对应关系包括：

在所述第一类波束的波束宽度等于所述第二类波束的波束宽度的情况下，所述扫描波位与所述动态调度波位一一对应；

在所述第一类波束的波束宽度大于所述第二类波束的波束宽度的情况下，每个所述扫描波位对应多个所述动态调度波位；

在所述第一类波束的波束宽度小于所述第二类波束的波束宽度的情况下，多个所述扫描波位对应一个所述动态调度波位。

可选地，所述传输模块504包括：

第八处理单元，用于根据接收到的所述终端发送的地理位置信息，获得所述终端所在的动态调度波位；

第九处理单元，用于根据所述动态调度波位，向所述终端分配一个第二类波束，并使用所述第二类波束与所述终端进行通信。

可选地，还包括：

波位分配模块，用于为所述终端分配动态调度波位。

可选地，所述波位分配模块包括：

第一分配单元，用于在使用所述第二类波束与所述终端进行通信的情况下，根据基站和/或核心网存储的相关信息，为所述终端分配动态调度波位；

第二分配单元，用于根据所述终端上报的第一信号强度，为所述终端分配动态调度波位；其中，所述第一信号强度为所述终端接收到的所述第二类波束的下行信号的信号强度；

第三分配单元，用于使用多个第二类波束覆盖所述终端所在动态调度波位的相邻波位，并根据所述相邻波位上的所述第二类波束的上行信号的第二信号强度，为所述终端分配动态调度波位。

可选地，所述相关信息包括终端波位信息、终端的地理位置信息和卫星星历信息中的至少一项。

可选地，所述第二分配单元包括：

第一处理子单元，用于在所述第一信号强度小于信号阈值的情况下，选择与所述终端所在动态调度波位的一个或多个相邻波位，对所述终端的所述第一信号强度进行监测；

第一分配子单元，用于根据监测结果，为所述终端分配动态调度波位。

本发明实施例中，将需要波束覆盖的范围划分成扫描波位集合，一个第一类波束负责覆盖一个扫描波位集合，通过使用第一类波束对波位集合中的扫描波位进行周期性扫描，能够获得终端所在位置，进一步通过第一类波束或第二类波束与终端通信，如此，可以保证卫星波束是窄波束甚至是点波束的情况下，仍可以为整个覆盖范围内的用户提供高效的通信服务，提升了传输效率。

在本发明的一些实施例中，还提供了一种卫星通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上述应用于卫星通信设备的卫星波束使用方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述卫星波束使用方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。

可选的，本发明的实施例还提供一种卫星通信设备，包括：

处理器，用于通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

收发器，用于接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

处理器，还用于根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

处理器，还用于根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

处理器还可以被配置并实现上述卫星通信设备实施例中所有模块实现的功能，也能达到和上述卫星通信设备实施例所能达到的相同的技术效果。

如图6所示，本发明实施例还提供一种终端，包括：

信号接收模块601，用于接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

信号发送模块602，用于根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

可选地，所述下行扫描波束信号包括同步信号、系统信息、寻呼消息和用户特定信息中的至少一项。

可选地，所述反馈信号包括随机接入信号和寻呼响应信号中的至少一项。

可选地，还包括：

位置发送模块，用于在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于连接态的情况下，向所述卫星通信设备发送所述终端的地理位置信息。

可选地，还包括：

接入信号发送模块，用于在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于空闲态的情况下，向所述卫星通信设备发送随机接入信号。

可选地，还包括：

信号强度发送模块，用于向所述卫星通信设备上报第一信号强度；其中，所述第一信号强度为所述终端接收到的所述第二类波束的下行信号的信号强度。

本发明实施例中，终端在波束覆盖的范围内的扫描波位上，周期性地接收卫星通信设备通过第一类波束扫描该扫描波位时发送的下行扫描波束信号，并根据所述下行扫描波束信号作出反馈，以便与卫星通信设备建立通信关系。如此，可以保证卫星波束是窄波束甚至是点波束的情况下，处于整个覆盖范围内的用户可以享受到高效的通信服务，提升用户通信体验。

需要说明的是，本发明实施例的终端能实现上述应用于终端的方法实施例中的各步骤，并能达到同样的技术效果。

本发明实施例中所述的终端，可以是移动电话机(或手机)，或者其它能够发送或接收无线信号的设备，包括用户设备(终端)、个人数字助理PDA、无线调制调解器、无线通信装置、手持装置、膝上型计算机、无绳电话、无线本地回路(WLL)站、能够将移动信号转换为wifi信号的CPE或Mifi、智能家电、或其它不通过人的操作就能自发与移动通信网络通信的设备等。

在本发明的一些实施例中，还提供了一种终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述程序时实现如上述应用于终端的卫星波束使用方法实施例的各个过程，且能达到相同的效果，为避免重复，这里不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述卫星波束使用方法实施例的各个过程，且能达到相同的效果，为避免重复，这里不再赘述。其中，所述的计算机可读存储介质，如只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等。

可选的，参照图7所示，本发明的实施例还提供一种终端，包括：

收发器701，用于接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

处理器702，用于信号发送模块，用于根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

本发明实施例的所述处理器702还可以被配置并实现上述终端实施例中所有模块实现的功能，也能达到和上述终端实施例所能达到的相同的技术效果。

在本发明的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

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。

A1.一种卫星波束使用方法，应用于卫星通信设备，所述卫星通信设备包括卫星和/或基站，其特征在于，包括：

通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

A2.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，每个第一类波束对应于所述卫星通信设备的地面覆盖范围内的一个扫描波位集合，每个扫描波位集合包括至少一个扫描波位；在一个扫描周期，所述第一类波束对所述扫描波位集合中的每个扫描波位分别进行扫描；在同一时刻，所述第一类波束对一个扫描波位进行覆盖；所述扫描周期包括至少一个驻留时隙，且所述驻留时隙的个数大于或等于所述扫描波位的个数。

A3.根据权利要求A2所述的方法，其特征在于，所述驻留时隙包括波位扫描驻留时隙和/或动态调度时隙；

其中，在一个所述扫描周期中，所述波位扫描驻留时隙与所述扫描波位一一对应，所述第一类波束在所述扫描波位对应的波位扫描驻留时隙上覆盖所述扫描波位；

所述第一类波束在一个所述动态调度时隙上覆盖所述扫描波位集合中的其中一个扫描波位。

A4.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，所述下行扫描波束信号包括同步信号、系统信息、寻呼消息和用户特定信息中的至少一项。

A5.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，所述反馈信号包括随机接入信号和寻呼响应信号中的至少一项。

A6.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，在一个卫星上，至少设置有一个所述第一类波束。

A7.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，在一个所述卫星上设置有0个所述第二类波束的情况下，所述卫星设置有一个所述第一类波束。

A8.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，所述根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位，包括：

根据所述反馈信号，得到所述终端所在的上行扫描波位；

根据上行扫描波位与下行扫描波位的一一对应关系，得到所述终端所在的下行扫描波位；

其中，所述扫描波位包括所述上行扫描波位和所述下行扫描波位。

A9.根据权利要求A3所述的方法，其特征在于，使用第一类波束，与所述终端进行通信，包括：

根据所述扫描波位，获得所述终端所在的波位扫描驻留时隙；

在所述波位扫描驻留时隙上，使用第一类波束与所述终端进行通信。

A10.根据权利要求A3所述的方法，其特征在于，使用第一类波束，与所述终端进行通信，包括：

根据所述扫描波位，在所述动态调度时隙上，使用第一类波束与所述终端进行通信。

A11.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，使用第二类波束，与所述终端进行通信，包括：

根据扫描波位与动态调度波位之间的对应关系，获得所述终端所在的扫描波位对应的动态调度波位；

根据所述动态调度波位，向所述终端分配一个所述第二类波束，并使用所述第二类波束与所述终端进行通信。

A12.根据权利要求A11所述的方法，其特征在于，扫描波位与动态调度波位之间的对应关系包括：

在所述第一类波束的波束宽度等于所述第二类波束的波束宽度的情况下，所述扫描波位与所述动态调度波位一一对应；

在所述第一类波束的波束宽度大于所述第二类波束的波束宽度的情况下，每个所述扫描波位对应多个所述动态调度波位；

在所述第一类波束的波束宽度小于所述第二类波束的波束宽度的情况下，多个所述扫描波位对应一个所述动态调度波位。

A13.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，使用第二类波束，与所述终端进行通信，包括：

根据接收到的所述终端发送的地理位置信息，获得所述终端所在的动态调度波位；

根据所述动态调度波位，向所述终端分配一个第二类波束，并使用所述第二类波束与所述终端进行通信。

A14.根据权利要求A1所述的方法，其特征在于，还包括：

为所述终端分配动态调度波位。

A15.根据权利要求A14所述的方法，其特征在于，所述为所述终端分配动态调度波位，包括以下至少一项：

在使用所述第二类波束与所述终端进行通信的情况下，根据基站和/或核心网存储的相关信息，为所述终端分配动态调度波位；

根据所述终端上报的第一信号强度，为所述终端分配动态调度波位；其中，所述第一信号强度为所述终端接收到的所述第二类波束的下行信号的信号强度；

使用多个第二类波束覆盖所述终端所在动态调度波位的相邻波位，并根据所述相邻波位上的所述第二类波束的上行信号的第二信号强度，为所述终端分配动态调度波位。

A16.根据权利要求A15所述的方法，其特征在于，所述相关信息包括终端波位信息、终端的地理位置信息和卫星星历信息中的至少一项。

A17.根据权利要求A15所述的方法，其特征在于，所述根据所述终端上报的第一信号强度，为所述终端分配动态调度波位，包括：

在所述第一信号强度小于信号阈值的情况下，选择与所述终端所在动态调度波位的一个或多个相邻波位，对所述终端的所述第一信号强度进行监测；

根据监测结果，为所述终端分配动态调度波位。

B18.一种卫星波束使用方法，应用于终端，其特征在于，包括：

接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

B19.根据权利要求B18所述的方法，其特征在于，所述下行扫描波束信号包括同步信号、系统信息、寻呼消息和用户特定信息中的至少一项。

B20.根据权利要求B18所述的方法，其特征在于，所述反馈信号包括随机接入信号和寻呼响应信号中的至少一项。

B21.根据权利要求B18所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于连接态的情况下，向所述卫星通信设备发送所述终端的地理位置信息。

B22.根据权利要求B18所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于空闲态的情况下，向所述卫星通信设备发送随机接入信号。

B23.根据权利要求B18所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述卫星通信设备上报第一信号强度；其中，所述第一信号强度为所述终端接收到的所述第二类波束的下行信号的信号强度。

C24.一种卫星通信设备，其特征在于，包括：

发送模块，用于通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

接收模块，用于接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

处理模块，用于根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

传输模块，用于根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

D25.一种卫星通信设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求A1至A17中任一项所述的卫星波束使用方法的步骤。

E26.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求A1至A17中任一项所述的卫星波束使用方法的步骤。

F27.一种终端，其特征在于，包括：

信号接收模块，用于接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

信号发送模块，用于根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

G28.一种终端，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序；其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求B18至B23中任一项所述的卫星波束使用方法的步骤。

H29.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求B18至B23中任一项所述的卫星波束使用方法的步骤。

Claims (10)

1.一种卫星波束使用方法，应用于卫星通信设备，所述卫星通信设备包括卫星和/或基站，其特征在于，包括：

通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个第一类波束对应于所述卫星通信设备的地面覆盖范围内的一个扫描波位集合，每个扫描波位集合包括至少一个扫描波位；在一个扫描周期，所述第一类波束对所述扫描波位集合中的每个扫描波位分别进行扫描；在同一时刻，所述第一类波束对一个扫描波位进行覆盖；所述扫描周期包括至少一个驻留时隙，且所述驻留时隙的个数大于或等于所述扫描波位的个数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述驻留时隙包括波位扫描驻留时隙和/或动态调度时隙；

其中，在一个所述扫描周期中，所述波位扫描驻留时隙与所述扫描波位一一对应，所述第一类波束在所述扫描波位对应的波位扫描驻留时隙上覆盖所述扫描波位；

所述第一类波束在一个所述动态调度时隙上覆盖所述扫描波位集合中的其中一个扫描波位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，使用第一类波束，与所述终端进行通信，包括：

根据所述扫描波位，获得所述终端所在的波位扫描驻留时隙；

在所述波位扫描驻留时隙上，使用第一类波束与所述终端进行通信。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用第二类波束，与所述终端进行通信，包括：

根据接收到的所述终端发送的地理位置信息，获得所述终端所在的动态调度波位；

根据所述动态调度波位，向所述终端分配一个第二类波束，并使用所述第二类波束与所述终端进行通信。

6.一种卫星波束使用方法，应用于终端，其特征在于，包括：

接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于连接态的情况下，向所述卫星通信设备发送所述终端的地理位置信息。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述终端的位置变化量超过距离阈值且所述终端处于空闲态的情况下，向所述卫星通信设备发送随机接入信号。

9.一种卫星通信设备，其特征在于，包括：

发送模块，用于通过使用第一类波束对扫描波位进行周期性扫描的方式，向所述扫描波位上的终端发送下行扫描波束信号；

接收模块，用于接收所述终端根据所述下行扫描波束信号发送的反馈信号；

处理模块，用于根据所述反馈信号，获得所述终端所在的扫描波位；

传输模块，用于根据所述扫描波位，使用所述第一类波束和/或第二类波束，与所述终端进行通信。

10.一种终端，其特征在于，包括：

信号接收模块，用于接收卫星通信设备发送的下行扫描波束信号；

信号发送模块，用于根据所述下行扫描波束信号，向所述卫星通信设备发送反馈信号。

Images