CN115348669A - 卫星频谱资源利用方法、信关站、系统、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种卫星频谱资源利用方法、信关站、系统、设备及介质，涉及无线通信技术领域。该方法包括：向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；接收所述地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。本公开提供的卫星频谱资源利用方法、信关站、系统、设备及介质，能够有效、合理地利用卫星频谱资源，增大地面基站覆盖区域内的业务速率和网络容量。

Description

卫星频谱资源利用方法、信关站、系统、设备及介质

技术领域

本公开涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种卫星频谱资源利用方法、网络设备、信关站、系统、电子设备和计算机可读存储介质。

背景技术

随着未来第六代移动通信技术(6th Generation mobile networks，6G)业务和用户的发展，地面通信网络的频谱资源将无法满足业务需求，而未来卫星网络和地面通信网络将协同工作，因此，基站可以通过使用卫星频谱资源来提升热点区域的业务速率和网络容量。

在相关技术中，卫星网络和地面通信网路使用不同的频谱以避免干扰，当卫星网络空闲时，地面通信网络可以通过认知无线电技术来使用卫星频谱。然而，认知无线电技术需要建设相应的感知设备，并不断检测卫星频谱是否被占用，实现方式复杂；在卫星和地网基站场景下，卫星频谱的检测和调度过程，存在时延大的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开提供一种卫星频谱资源利用方法、信关站、系统、设备及介质，至少在一定程度上克服现有卫星频谱资源利用方法实现方式复杂、时延大的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种卫星频谱资源利用方法，应用于网络设备，所述方法包括：

向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；

接收所述地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；

基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；

在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

在本公开的一个实施例中，在所述向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令之前，所述方法还包括：

检测所述网络设备的频谱资源；

若检测到所述网络设备的频谱资源不满足预设服务条件，则执行所述向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令的操作。

在本公开的一个实施例中，所述预设服务条件包括以下至少一项：

所述网络设备的频谱资源小于所述网络设备覆盖区域的业务需求；

所述网络设备的频谱资源小于所述网络设备覆盖区域的网络容量。

在本公开的一个实施例中，在所述在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，所述方法还包括：

当接收到所述地面信关站发送的卫星变更信息时，释放所述目标卫星的频谱。

在本公开的一个实施例中，在所述在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，所述方法还包括：

接收所述地面信关站发送的所述目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；

若所述目标卫星的跳波束配置信息的所述未占用时隙的状态发生改变，则重新配置所述目标卫星的频谱。

在本公开的一个实施例中，所述请求使用卫星频谱指令包括以下至少一项：

所述网络设备的位置信息；

所述网络设备覆盖区域信息。

根据本公开的另一个方面，提供了一种卫星频谱资源利用方法，应用于地面信关站，所述方法包括：

接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；

向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域，以使所述网络设备基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

在本公开的一个实施例中，在所述接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令之前，所述方法还包括：

根据卫星覆盖区域的卫星业务情况，生成所述地面信关站管控的各个卫星的跳波束配置信息；

将所述跳波束配置信息发送至对应的卫星执行。

在本公开的一个实施例中，在所述向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息之后，所述方法还包括：

根据所述各个卫星的星历信息，生成卫星变更信息；

将所述卫星变更信息发送至所述网络设备。

在本公开的一个实施例中，在所述向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息之后，所述方法还包括：

监测所述目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；

当监测到所述目标卫星的跳波束配置信息存在变更时，发送至所述网络设备。

根据本公开的另一个方面，提供了一种网络设备，包括：

请求指令发送模块，用于向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；

配置信息接收模块，用于接收所述地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；

时隙占用确定模块，用于基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；

辅载波配置模块，用于在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

根据本公开的另一个方面，提供了一种地面信关站，包括：

请求指令接收模块，用于接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；

配置信息发送模块，用于向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域，以使所述网络设备基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

根据本公开的另一个方面，提供了一种卫星频谱资源利用系统，包括网络设备和地面信关站，其中，

所述网络设备，用于向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；接收所述地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信；

所述地面信关站，用于接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息。

根据本公开的再一个方面，提供了一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；

其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述的卫星频谱资源利用方法。

根据本公开的又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的卫星频谱资源利用方法。

根据本公开的又一个方面，提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序或计算机指令，所述计算机程序或所述计算机指令由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一所述的卫星频谱资源利用方法。

本公开的实施例所提供的一种卫星频谱资源利用方法、信关站、系统、设备及介质，当网络设备(例如地面基站)的频谱资源无法满足预设服务条件时，向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令，地面信关站根据卫星的跳波束技术，生成卫星的跳波束配置信息，并将该跳波束配置信息发送至网络设备，网络设备根据接收到的跳波束配置信息确定未占用时隙，从而有效、合理地利用卫星频谱资源，避免采用认知无线电技术的复杂性和高时延，增大地面基站覆盖区域内的业务速率和网络容量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开实施例提供的种系统架构的示意图；

图2示出本公开实施例提供的一种卫星频谱资源利用方法流程图；

图3示出本公开实施例提供的另一种卫星频谱资源利用方法流程图；

图4示出本公开实施例提供的又一种卫星频谱资源利用方法流程图；

图5示出本公开实施例提供的又一种卫星频谱资源利用方法流程图；

图6示出本公开实施例提供的一种卫星频谱资源利用方法的交互图；

图7示出本公开实施例提供的一种网络设备的结构示意图；

图8示出本公开实施例提供的一种地面信关站的结构示意图；

图9示出本公开实施例提供的一种卫星频谱资源利用系统的示意图；

图10示出本公开实施例提供的一种电子设备的结构框图；

图11示出本公开实施例中提供的一种计算机可读存储介质示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

下面结合附图，对本公开实施例的具体实施方式进行详细说明。

图1示出了可以应用于本公开实施例的卫星频谱资源利用方法的示例性系统架构的示意图。

如图1所示，系统架构100可以包括终端设备、地面基站110、核心网120、地面信关站130和卫星140，其中，核心网120用以在地面基站和地面信关站130之间建立网络连接，网络可以是有线网络，也可以是无线网络。

可选地，上述的无线网络或有线网络使用标准通信技术和/或协议。网络通常为因特网、但也可以是任何网络，包括但不限于局域网(Local Area Network，LAN)、城域网(Metropolitan Area Network，MAN)、广域网(Wide Area Network，WAN)、移动、有线或者无线网络、专用网络或者虚拟专用网络的任何组合)。在一些实施例中，使用包括超文本标记语言(Hyper Text Mark-up Language，HTML)、可扩展标记语言(ExtensibleMarkupLanguage，XML)等的技术和/或格式来代表通过网络交换的数据。此外还可以使用诸如安全套接字层(Secure Socket Layer，SSL)、传输层安全(Transport Layer Security，TLS)、虚拟专用网络(Virtual Private Network，VPN)、网际协议安全(InternetProtocolSecurity，IPsec)等常规加密技术来加密所有或者一些链路。在另一些实施例中，还可以使用定制和/或专用数据通信技术取代或者补充上述数据通信技术。

通信系统可以采用不同的通信技术，例如码分多址(Code Division MultipleAccess，CDMA)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，WCDMA)、时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)、频分多址(Frequency Division MultipleAccess，FDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency-division Multiple Access，OFDMA)、单载波频分多址(Single Carrier FDMA，SC-FDMA)、载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。根据不同网络的容量、速率、时延等因素可以将网络分为2G(generation)网络、3G网络、4G网络或者未来演进网络，如5G网络，5G网络简称为网络或系统。本公开中，网络包括网络设备，该网络设备例如可以是无线接入网节点；核心网包括核心网设备。其中，无线接入网节点也可以成为地面基站110。通常的，每个基站用于为覆盖区域范围内的小区用户提供网络服务，在图1中，示出3个覆盖区域，每个覆盖区域内设置地面基站110，同时，卫星在覆盖区域1采用波束1进行通信；在覆盖区域2采用波束2进行通信，在覆盖区域3采用波束3进行通信。

地面基站110可以和核心网设备进行有线通信，向终端设备提供通信服务。核心网设备例如为5G网络核心网中的设备，核心网120作为承载网络提供到数据网络的接口，为终端设备提供通信连接、认证、管理、策略控制以及对数据业务完成承载等。其中，核心网设备可以包括：接入和移动管理网元(Access and Mobility Management Function，AMF)、会话管理网元(Session Management Function，SMF)、认证服务器网元(AuthenticationServer Function，AUSF)、策略控制网元(Policy Control Function，PCF)、用户面功能网元(User Plane Function，UPF)等网元。

终端设备，可以称为用户设备、移动终端、终端、移动台等，是一种向用户提供语音和/或数目连通性的设备，终端设备可以是各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机、台式计算机、可穿戴设备、增强现实设备、虚拟现实设备等。

可选地，不同的终端设备中安装的应用程序的客户端是相同的，或基于不同操作系统的同一类型应用程序的客户端。基于终端平台的不同，该应用程序的客户端的具体形态也可以不同，比如，该应用程序客户端可以是手机客户端、PC客户端等。

卫星通信等非地面通信网络具有全球覆盖、远距离传输、组网灵活、部署方便和不受地理条件限制等显著优点，其即可为固定终端，也可为各种移动终端提供服务。非地面通信网络引入至地面网络中，通过将基站或者部分基站功能部署在高空平台或者卫星上为终端设备提供无缝覆盖。

地面信关站130用于转发卫星基站和5G核心网之间的信令和业务数据。地面信关站130可以和核心网设备进行有线通信；地面信关站130可以和卫星140进行无线通信。

一个卫星的覆盖范围可达几千甚至几万千米，一个波束的覆盖范围可达几十米甚至几千米。为了支持卫星的广域覆盖，一个卫星通常要配置几十、几百、甚至更多波束。为了缓解单个卫星载荷小且覆盖范围广的矛盾，可以采用跳波束技术进行区域覆盖。即单颗卫星配备少量的波束，通过分时方式服务较广的覆盖范围。在同一时间单元内只使用较少数量的波束进行区域覆盖，通过在不同时间单元使用的多个波束覆盖较广的区域。

本公开实施例提供的卫星频谱资源利用方法还可以应用于其他地面通信系统与卫星通信融合的场景。地面终端设备可以通过地面基站110接入网络，并通过无线链路与核心网120相连，或者地面终端设备通过5G新空口技术接入网络，卫星作为5G基站，并通过无线链路与地面的核心网120相连，从而实现地面通信系统与卫星通信融合的场景。

本公开实施例中提供了一种卫星频谱资源利用方法，当网络设备(例如地面基站)的频谱资源无法满足预设服务条件时，向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令，地面信关站根据卫星的跳波束技术，生成卫星的跳波束配置信息，并将该跳波束配置信息发送至网络设备，网络设备根据接收到的跳波束配置信息确定未占用时隙，从而有效、合理地利用卫星频谱资源，避免采用认知无线电技术的复杂性和高时延，增大地面基站覆盖区域内的业务速率和网络容量。

下面结合附图及实施例对本示例实施方式进行详细说明。

首先，本公开实施例中提供了一种卫星频谱资源利用方法，该方法可以由任意具备计算处理能力的电子设备执行。例如，该方法可以由网络设备执行，例如地面基站；也可以由地面信关站执行。

图2示出本公开实施例提供的一种卫星频谱资源利用方法流程图。如图2所示，本公开实施例中提供的卫星频谱资源利用方法，应用于网络设备，该方法包括：

S202、向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；

本实施例的请求使用卫星频谱指令用于确定网络设备的具体位置或者服务区域等信息。具体的，请求使用卫星频谱指令至少包括网络设备的位置信息、网络设备覆盖区域信息等。例如，网络设备的位置信息可以包括网络设备的经纬度信息，网络设备覆盖区域信息可以为网络设备服务区域的边界信息、覆盖区域的标识、编码等信息。

当网络设备的频谱资源无法满足覆盖区域的业务需求时，网络设备通过核心网(例如地面有线传输链路)向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令。

S204、接收地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务网络设备的覆盖区域的卫星，目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域。

在一些实施例中，跳波束配置信息用于配置不同时隙下为某一个覆盖区域分配的波束信息，以根据跳波束配置信息确定某一个时隙的占用情况。表1示出一种跳波束配置信息配置示例。

表1

时隙编号	1	2	3	4	5	6	7
								波束编号	1	2	2	3	1	1	2
区域编号	1	2	2	3	1	1	2

示例性的，地面信关站根据网络设备的位置信息或覆盖区域信息，结合卫星的星历信息，查找服务当前覆盖区域的卫星，并将查找到的卫星的跳波束配置信息通过地面有线传输链路发送至地面基站。

S206、基于目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；

本实施例的未占用时隙包括卫星为除该覆盖区域之外的覆盖区域分配的时隙。例如，地面基站位于覆盖区域1，卫星在时隙1、时隙5和时隙6分配至覆盖区域1的波束信息为波束1；在覆盖区域2，卫星于时隙2、时隙3、时隙7分配至覆盖区域2的波束信息为波束2；在覆盖区域3，卫星于时隙4向覆盖区域3发射波束3。对于覆盖区域1的地面基站，时隙2、时隙3、时隙4和时隙7确定为未占用时隙。

S208、在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

地面基站基于收到的跳波束配置信息，在分配至该地面基站对应的波束信息以外的时隙，将卫星频谱添加成辅载波，通过载波聚合的方式，为该地面基站的覆盖区域服务，从而增大该覆盖区域内的业务速率和网络容量，而对于该地面基站分配波束信息对应的时隙，地面基站不使用卫星频谱。

本公开实施例提供的一种卫星频谱资源利用方法，当网络设备(例如地面基站)的频谱资源无法满足预设服务条件时，向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令，地面信关站根据卫星的跳波束技术，生成卫星的跳波束配置信息，并将该跳波束配置信息发送至网络设备，网络设备根据接收到的跳波束配置信息确定未占用时隙，从而有效、合理地利用卫星频谱资源，避免采用认知无线电技术的复杂性和高时延，增大地面基站覆盖区域内的业务速率和网络容量。

图3示出本公开实施例提供的另一种卫星频谱资源利用方法流程图。在图2实施例的基础上，在步骤S202之前增加步骤S302～S304，以确定网络设备当前的频谱资源是否满足用户需求。如图3所示，在一个实施例中，该方法包括步骤S302～S304、S202～S208：

S302、检测网络设备的频谱资源；

S304、判断网络设备的频谱资源是否满足预设服务条件，若满足，则返回步骤S302；若不满足，则执行步骤S202。

需要说明的是，S202～S208与上述实施例的具体实现方式相同，此处不再赘述。

在一些实施例中，预设服务条件包括以下至少一项：网络设备的频谱资源小于网络设备覆盖区域的业务需求；网络设备的频谱资源小于网络设备覆盖区域的网络容量。需要注意的是，除了采用业务需求和网络容量作为判断网络设备是否满足预设服务条件的标准之外，其他能够实现相同功能的实现方式也可作为本公开判断网络设备是否满足预设服务条件的标准，本申请不做具体限定。

本公开通过检测网络设备的频谱资源，将检测到的频谱资源与预设服务条件比较，进而确定地面基站是否满足覆盖区域内的业务需求，从而确定地面无线通信系统和非地面通信系统的融合，提升用户体验。

在一个实施例中，在步骤S208在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，该方法还包括：

当接收到地面信关站发送的卫星变更信息时，释放目标卫星的频谱。

在卫星按照跳波束配置信息执行过程中，若卫星的星历信息发生改变，例如，卫星覆盖区域变更，目标卫星无法继续为该地面基站的覆盖区域提供服务，则地面信关站将卫星变更信息通过地面有线传输链路发送至地面基站，地面基站释放目标卫星的频谱。

在另一个实施例中，在步骤S208在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，该方法还包括：

接收地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；

若目标卫星的跳波束配置信息的未占用时隙的状态发生改变，则重新配置目标卫星的频谱。

在卫星按照跳波束配置信息执行过程中，当跳波束配置信息存在变更时，例如，根据覆盖区域的业务需求，重新调整不同覆盖区域的波束信息对应的时隙，地面信关站将变更后的跳波束配置信息通过地面有线传输链路发送至地面基站，地面基站根据变更后的跳波束配置信息重新配置卫星频谱。

示例性的，当变更后的跳波束配置信息中的时隙由未占用状态变更为占用状态时，在该时隙释放目标卫星的频谱；当变更后的跳波束配置信息中的时隙由占用状态变更为非占用状态时，在该时隙配置目标卫星的时隙作为辅载波。

本公开实施例的卫星频谱资源利用方法，通过实时检测卫星变更信息或者跳波束配置信息的变更信息，从而及时掌握卫星或者跳波束配置信息的状态，及时调整。

图4示出本公开实施例提供的又一种卫星频谱资源利用方法流程图。如图4所述，本实施例的一种卫星频谱资源利用方法，应用于地面信关站，该方法包括：

S402、接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；

S404、向网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务网络设备的覆盖区域的卫星，以使网络设备基于目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

在一个实施例中，地面信关站通过地面有线传输链路接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令，根据网络设备(例如地面基站)的位置信息和地面信关站管控卫星的星历信息，查找该网络设备覆盖区域对应的卫星，以及得到该卫星的跳波束配置信息，并将查询得到的目标卫星的跳波束配置信息通过地面有线传输链路发送至地面基站。其中，卫星的星历信息包括卫星的运行轨道、该覆盖区域的运行起止时间、运行时长等。

图5示出本公开实施例提供的又一种卫星频谱资源利用方法流程图。在图4实施例的基础上，在步骤S402之前增加步骤S502～S504，以使地面信关站生成其管控卫星的跳波束配置信息。在一个实施例中，该方法包括步骤S502～S504、S402～S404，具体地，该方法包括：

S502、根据卫星覆盖区域的卫星业务情况，生成地面信关站管控的各个卫星的跳波束配置信息；

S504、将跳波束配置信息发送至对应的卫星执行。

需要说明的是，步骤S402～S404与上述实施例的具体实现方式相同，此处不再赘述。

地面信关站根据覆盖区域的卫星业务情况，生成跳波束配置信息，如表1所示，并通过星地馈电链路发送至对应的卫星执行。

在一个实施例中，在S404向网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息之后，该方法还包括：

根据各个卫星的星历信息，生成卫星变更信息；

将卫星变更信息发送至网络设备。

需要说明的是，地面信关站实时监测卫星的星历信息，并根据星历信息生成卫星变更信息，通过地面有线传输链路将卫星变更信息发送至地面基站，以使地面基站根据卫星变更信息释放目标卫星的频谱。

在另一个实施例中，在S404向网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息之后，该方法还包括：

监测目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；

当监测到目标卫星的跳波束配置信息存在变更时，发送至网络设备。

在卫星按照跳波束配置信息执行过程中，当跳波束配置信息存在变更时，例如，根据覆盖区域的业务需求，重新调整不同覆盖区域的波束信息对应的时隙，地面信关站将变更后的跳波束配置信息通过地面有线传输链路发送至地面基站，地面基站根据变更后的跳波束配置信息重新配置卫星频谱。

本公开实施例的卫星频谱资源利用方法，通过实时检测卫星变更信息或者跳波束配置信息的变更信息，从而及时掌握卫星或者跳波束配置信息的状态，及时调整。

为了加深对本公开实施例的理解，下面结合图6进行详细说明。

如6所示，该卫星频谱资源利用方法包括以下步骤：

S601、地面信关站130根据管控卫星的星历信息生成跳波束配置信息；

S602、地面信关站130将跳波束配置信息发送至对应的卫星140；

S603、卫星S140执行跳波束配置信息；

S604、当检测到当前频谱资源不满足覆盖区域的业务需求或网络容量时，地面基站110生成请求使用卫星频谱指令；

S605、地面基站110通过核心网120将请求使用卫星频谱指令发送至地面信关站130；

S606、地面信关站130根据请求使用卫星频谱指令将跳波束配置信息通过核心网120发送至地面基站110；

S607、地面基站110根据跳波束配置信息确定未占用时隙，并在未占用时隙配置卫星频谱作为辅载波；

S608、地面信关站130监测卫星变更信息或跳波束配置信息的变更信息；

S609、地面信关站130将卫星变更信息或跳波束配置信息的变更信息通过核心网120发送至地面基站110；

S610、地面基站110根据卫星变更信息或跳波束配置信息的变更信息确认是否释放卫星频谱资源。

具体的，当存在卫星变更信息时，释放目标卫星频谱资源；当存在跳波束配置信息的变更信息时，重新按照变更后的跳波束配置信息配置卫星频谱。

需要说明的是，上述示例仅是为说明本公开实施例而提供的示例，不应将其视为对本公开保护范围的限制。上述各个步骤也可根据实际需要调整顺序，本申请不做具体限定。

基于同一发明构思，本公开实施例中还提供了一种网络设备和地面信关站，如下面的实施例所述。由于该网络设备和地面信关站实施例解决问题的原理与上述方法实施例相似，因此该实施例的实施可以参见上述方法实施例的实施，重复之处不再赘述。

图7示出本公开实施例提供的一种网络设备的结构示意图。如图7所示，本实施例的网络设备包括：

请求指令发送模块701，用于向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；

配置信息接收模块702，用于接收地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务网络设备的覆盖区域的卫星，目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；

时隙占用确定模块703，用于基于目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；

辅载波配置模块704，用于在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

在一些实施例中，网络设备还包括未显示在附图中的频谱资源检测模块，用于在向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令之前，检测网络设备的频谱资源；若检测到网络设备的频谱资源不满足预设服务条件，则执行向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令的操作。

需要说明的是，预设服务条件包括以下至少一项：

网络设备的频谱资源小于网络设备覆盖区域的业务需求；

网络设备的频谱资源小于网络设备覆盖区域的网络容量。

在一个实施例中，辅载波配置模块704，还用于在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，当接收到地面信关站发送的卫星变更信息时，释放目标卫星的频谱。

在另一个实施例中，辅载波配置模块704，还用于在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，接收地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；若目标卫星的跳波束配置信息的未占用时隙的状态发生改变，则重新配置目标卫星的频谱。

需要说明的是，请求使用卫星频谱指令包括以下至少一项：

网络设备的位置信息；

网络设备覆盖区域信息。

本公开实施例提供的一种网络设备，当网络设备(例如地面基站)的频谱资源无法满足预设服务条件时，向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令，地面信关站根据卫星的跳波束技术，生成卫星的跳波束配置信息，并将该跳波束配置信息发送至网络设备，网络设备根据接收到的跳波束配置信息确定未占用时隙，从而有效、合理地利用卫星频谱资源，避免采用认知无线电技术的复杂性和高时延，增大地面基站覆盖区域内的业务速率和网络容量。

图8示出本公开实施例提供的一种地面信关站的结构示意图。如图8所示，本实施例的一种地面信关站包括：

请求指令接收模块801，用于接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；

配置信息发送模块802，用于向网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务网络设备的覆盖区域的卫星，以使网络设备基于目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

在一个实施例中，地面信关站还包括未显示在附图中的配置信息生成模块和配置信息发送子模块，其中，

配置信息生成模块，用于根据卫星覆盖区域的卫星业务情况，生成地面信关站管控的各个卫星的跳波束配置信息；

配置信息发送子模块，用于将跳波束配置信息发送至对应的卫星执行。

在一个实施例中，该地面信关站还包括未显示在附图中的变更信息生成模块，

变更信息生成模块，用于在向网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息之后，根据各个卫星的星历信息，生成卫星变更信息；

配置信息发送模块802，还用于将卫星变更信息发送至网络设备。

在另一个实施例中，变更信息生成模块，还用于监测目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；

配置信息发送模块802，还用于当变更信息生成模块监测到目标卫星的跳波束配置信息存在变更时，发送至网络设备。

图9示出本公开实施例提供的一种卫星频谱资源利用系统的示意图。如图9所示，本实施例的一种卫星频谱资源利用系统，包括网络设备910和地面信关站130，其中，

网络设备910，用于向地面信关站130发送请求使用卫星频谱指令；接收地面信关站130发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务网络设备的覆盖区域的卫星，目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；基于目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信；

地面信关站130，用于接收网络设备910发送的请求使用卫星频谱指令；向网络设备910发送目标卫星的跳波束配置信息。

所属技术领域的技术人员能够理解，本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图10来描述根据本公开的这种实施方式的电子设备1000。图10显示的电子设备1000仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图10所示，电子设备1000以通用计算设备的形式表现。电子设备1000的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元1010、上述至少一个存储单元1020、连接不同系统组件(包括存储单元1020和处理单元1010)的总线1030。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元1010执行，使得所述处理单元1010执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元1010可以执行上述方法实施例的如下步骤：向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；接收地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；基于目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

所述处理单元1010可以执行上述方法实施例的如下步骤：接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；向网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务网络设备的覆盖区域的卫星，以使网络设备基于目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在未占用时隙，配置目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

存储单元1020可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)10201和/或高速缓存存储单元10202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)10203。

存储单元1020还可以包括具有一组(至少一个)程序模块10205的程序/实用工具10204，这样的程序模块10205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线1030可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备1000也可以与一个或多个外部设备1040(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1000交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1000能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1050进行。并且，电子设备1000还可以通过网络适配器1060与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图10所示，网络适配器1060通过总线1030与电子设备1000的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1000使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。图11示出本公开实施例中提供的一种计算机可读存储介质示意图，如图11所示，该计算机可读存储介质1100上存储有能够实现本公开上述方法的程序产品。在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序或计算机指令，计算机程序或计算机指令由处理器加载并执行，以使计算机实现上述任一卫星频谱资源利用方法。

本公开中的计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

在本公开中，计算机可读存储介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可选地，计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

在具体实施时，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围由所附的权利要求指出。

Claims (15)

1.一种卫星频谱资源利用方法，其特征在于，应用于网络设备，所述方法包括：

向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；

接收所述地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；

基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；

在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

2.根据权利要求1所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，在所述向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令之前，所述方法还包括：

检测所述网络设备的频谱资源；

若检测到所述网络设备的频谱资源不满足预设服务条件，则执行所述向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令的操作。

3.根据权利要求2所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，所述预设服务条件包括以下至少一项：

所述网络设备的频谱资源小于所述网络设备覆盖区域的业务需求；

所述网络设备的频谱资源小于所述网络设备覆盖区域的网络容量。

4.根据权利要求1所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，在所述在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，所述方法还包括：

当接收到所述地面信关站发送的卫星变更信息时，释放所述目标卫星的频谱。

5.根据权利要求1所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，在所述在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信之后，所述方法还包括：

接收所述地面信关站发送的所述目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；

若所述目标卫星的跳波束配置信息的所述未占用时隙的状态发生改变，则重新配置所述目标卫星的频谱。

6.根据权利要求1-5任一项所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，所述请求使用卫星频谱指令包括以下至少一项：

所述网络设备的位置信息；

所述网络设备覆盖区域信息。

7.一种卫星频谱资源利用方法，其特征在于，应用于地面信关站，所述方法包括：

接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；

向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息，其中，目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，以使所述网络设备基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

8.根据权利要求7所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，在所述接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令之前，所述方法还包括：

根据卫星覆盖区域的卫星业务情况，生成所述地面信关站管控的各个卫星的跳波束配置信息；

将所述跳波束配置信息发送至对应的卫星执行。

9.根据权利要求8所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，在所述向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息之后，所述方法还包括：

根据所述各个卫星的星历信息，生成卫星变更信息；

将所述卫星变更信息发送至所述网络设备。

10.根据权利要求7所述的卫星频谱资源利用方法，其特征在于，在所述向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息之后，所述方法还包括：

监测所述目标卫星的跳波束配置信息的变更信息；

当监测到所述目标卫星的跳波束配置信息存在变更时，发送至所述网络设备。

11.一种网络设备，其特征在于，包括：

请求指令发送模块，用于向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；

配置信息接收模块，用于接收所述地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；

时隙占用确定模块，用于基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；

辅载波配置模块，用于在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

12.一种地面信关站，其特征在于，包括：

请求指令接收模块，用于接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；

配置信息发送模块，用于向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域，以使所述网络设备基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信。

13.一种卫星频谱资源利用系统，其特征在于，包括网络设备和地面信关站，其中，

所述网络设备，用于向地面信关站发送请求使用卫星频谱指令；接收所述地面信关站发送的目标卫星的跳波束配置信息，其中，所述目标卫星为服务所述网络设备的覆盖区域的卫星，所述目标卫星的跳波束配置信息用于配置不同时隙下发射的波束信息，一个波束信息对应一个覆盖区域；基于所述目标卫星的跳波束配置信息，确定未占用时隙；在所述未占用时隙，配置所述目标卫星的频谱作为辅载波，实现地星协同通信；

所述地面信关站，用于接收网络设备发送的请求使用卫星频谱指令；向所述网络设备发送目标卫星的跳波束配置信息。

14.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行权利要求1-6任意一项所述卫星频谱资源利用方法，或者执行权利要求7-10任意一项所述卫星频谱资源利用方法。

15.一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，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任意一项所述卫星频谱资源利用方法，或者实现权利要求7-10任意一项所述卫星频谱资源利用方法。

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