CN115882906A - 一种低轨卫星多波束通信方法及设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种低轨卫星多波束通信方法及设备。该方法包括：使用至少一个第一波束与第一卫星通信；使用第二波束与第二卫星的波束对齐，以跟踪所述第二卫星。该方案可以减少通信过程中卫星切换的时间，减少切换造成的信号中断时间，提高用户体验。

Description

一种低轨卫星多波束通信方法及设备

技术领域

本公开涉及低轨卫星通信技术领域，具体涉及一种低轨卫星多波束通信方法及设备。

背景技术

低轨卫星(Low Earth Orbitsatellite，LEO)系统指由多个卫星构成的可以进行实时信息处理的大型的卫星系统，其中卫星的分布称之为卫星星座。由于低轨卫星和地球不同步，所以在不同的时间，地面终端能够检测到并与之通信的卫星不同。

目前，地面终端使用单波束和卫星通信，因此在第一卫星移出可通信范围时，地面终端需要先与第一卫星断开链接后再与第二卫星建信链接。由于使用单波束的地面终端需要经历断开波束、波束同步和接入等步骤，整个切换过程需要耗费较长时间，会导致地面终端出现长延迟、信号丢失、信号中断等问题。使用多波束和卫星通信有望改善此问题，因此，急需一种使用多波束通信以降低切换时长的方法。

发明内容

针对现有技术中“由于使用单波束的地面终端需要经历断开波束、波束同步和波束接入等步骤，整个切换过程需要耗费较长时间，会导致地面终端出现长延迟、信号丢失、信号中断等问题”的问题，本公开提出了一种多波束通信方法及设备。

第一方面，本公开实施例中提供了一种多波束通信方法，包括：

使用至少一个第一波束与第一卫星通信；

使用第二波束与第二卫星的波束对齐，以跟踪所述第二卫星。

进一步的，还包括：

从所述第一卫星、所述第二卫星或地面站中获取对齐阈值、接入阈值和切换阈值中的一个或多个，

或读取预配置的所述对齐阈值、所述接入阈值和所述切换阈值中的一个或多个。

进一步的，还包括：

接收来自于所述第一卫星的第一参考信号；

若所述第一参考信号的强度大于或者等于所述对齐阈值，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一参考信号的强度小于或者等于所述接入阈值，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一参考信号的强度小于或者等于所述切换阈值，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

进一步的，还包括：

接收来自于所述第一卫星的第一参考信号；

若所述第一参考信号的强度小于或者等于所述对齐阈值，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一参考信号的强度小于或者等于所述接入阈值，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一参考信号的强度小于或者等于所述切换阈值，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

进一步的，还包括：

若所述第一波束的波束仰角大于或者等于所述对齐阈值，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一波束的波束仰角大于或者等于所述接入阈值，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一波束的波束仰角大于或者等于切所述换阈值，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

进一步的，所述第一波束的仰角包括：

所述第一波束的实际仰角、所述第一波束的实际仰角在水平方向上的投影。

进一步的，所述对齐阈值、所述接入阈值和所述切换阈值包括：

根据所述第一卫星的信道参数或所述第二卫星的信道参数计算得到。

进一步的，还包括：

向所述第一卫星发送关于所述第一卫星的以下信息中的至少一个：参考信号强度、路径损耗。

进一步的，还包括：

确定多个预定义的波束方向的标识，所述标识与所述预定义的波束方向一一对应；

若所述第一波束的波束方向为第一标识指示的波束方向，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一波束的波束方向为第二标识指示的波束方向，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一波束的波束方向为第三标识指示的波束方向，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

进一步的，还包括：

对所述第一波束切换的离散的波束方向或使用的预编码矩阵计数，记为第一数量；

若所述第一数量大于或者等于所述对齐阈值，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一数量大于或者等于所述接入阈值，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一数量大于或者等于所述切换阈值，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

进一步的，还包括：

若与所述第一卫星和所述第二卫星均保持连接，同时与所述第一卫星和所述第二卫星通信。

第二方面，本公开实施例提供了一种多波束通信方法，所述方法应用于卫星系统，所述卫星系统包括第一卫星和第二卫星，所述方法包括：

所述第一卫星与终端进行通信；

所述第二卫星向所述终端发送信号；

其中，所述终端通过至少一个第一波束与所述第一卫星通信，所述终端通过第二波束用于接收来自于所述第二卫星的信号。

进一步的，还包括：

所述第一卫星接收来自于所述终端的关于所述第一卫星的报告，所述报告包括以下信息中的至少一个：参考信号强度、路径损耗。

进一步的，还包括：

所述第一卫星或所述第二卫星向终端发送对齐阈值、接入阈值和切换阈值中的一个或多个。

进一步的，还包括：

所述第一卫星根据所述报告计算对齐阈值、接入阈值和切换阈值中的一个或多个。

进一步的，还包括：

所述第一卫星确定多个预定义的波束方向的标识，所述标识与预定义的所述波束方向一一对应；

所述第一卫星向所述终端发送对齐标识、接入标识、切换标识中的一个或多个。

第三方面，本公开实施例提供了一种通信系统，所述通信系统包括第一卫星、第二卫星和终端；

所述终端使用至少一个第一波束与所述第一卫星通信；

所述终端使用第二波束与所述第二卫星的波束对齐，以跟踪所述第二卫星的波束；

所述第一卫星和所述第二卫星向所述终端传输信号，其中，所述信号包括参考信号、数据信号、控制信号中的至少一个。

第四方面，本公开实施例提供了一种终端，所述终端包括多根天线；

所述多根天线用于发射至少一个第一波束和第二波束，

其中，所述至少一个第一波束用于和第一卫星通信，所述第二波束用于和第二卫星通信，以跟踪所述第二卫星的波束。

第五方面，本公开实施例提供了一种卫星系统，所述卫星通信系统包括第一卫星和第二卫星；

所述第一卫星通过终端的至少一个第一波束与所述终端通信；

所述第二卫星向所述终端发送信号，其中，所述终端用于通过第二波束接收所述信号以跟踪所述第二卫星的波束。

有益效果：本申请实施例公开了一种多波束通信方法及设备，本方案中，首先，使用至少一个第一波束与第一卫星通信；然后，使用第二波束与第二卫星的波束对齐，以跟踪所述第二卫星。可见通过使地面终端使用多波束与第一卫星进行信息传递，在多波束中的其中一个波束经历断开波束。波束同步和接入过程中，其它的多波束仍然可以保持终端与第一卫星通信。这样，可以避免单一波束在通信过程中地面终端出现的长延迟、信号丢失以及信号中断的问题。

附图说明

结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：

图1示出现有技术中的低轨卫星星座的示意图。

图2示出现有技术中的低轨卫星系统架构的示意图。

图3示出根据本公开的实施例的多波束终端通信示意图。

图4示出根据本公开的实施例的多波束终端通信波束切换示意图。

图5示出根据本公开的实施例的依据参考信号强度切换的示意图。

图6示出根据本公开的实施例的依据参考信号强度切换的示意图。

图7示出根据本公开的实施例的依据波束仰角切换的示意图。

图8示出根据本公开的实施例的波束仰角投影示意图。

具体实施方式

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

本公开实施例涉及通信技术领域，公开了一种使用第一波束与第一卫星进行通信，同时使用第二波束跟踪第二卫星，以降低波束切换延迟的方法。

下面对本公开实施例涉及的相关技术进行说明。

1、波束赋形

波束赋性是利用电磁波的传播模型，将能量集中到某个一个方向，是一个矢量。最大的目标是不浪费电磁波的辐射，有目的的加强某一个方向的覆盖。波束赋形的实现首先需要具有多个天线组成的天线阵列，通过调整相位阵列的基本单元的参数，例如相位和幅度，使得某些角度的信号获得相长干涉，而另一些角度的信号获得相消干涉，以达到波束赋形的目的。可将波束赋形后能量集中的方向成为波束方向。

从数学的角度，将一组数据叠加要给特殊的函数，一般称为预编码矩阵，之后形成可用于发送的数据序列，该序列在天线阵列发送后即可达到波束赋形的效果。改变预编码矩阵即可改变波束发送的方向。

由于应用了波束赋形的技术，波束具有了方向，因此衍生出波束对齐、波束跟踪等概念。

其中，波束对齐指的是相互通信的两个设备的波束方向应当相对应，例如位于西北方向的设备的波束方向为东南方向，位于东南方向的设备的波束方向为西北方向，二者波束方向对应可以获得最好的信道条件。在波束对齐后，设备之间才可以执行其他的通信过程。

波束跟踪指的是，由于相互通信的设备在不断进行相对运动，因此设备之间通信的最优角度也在变化，因此需要不断改变波束方向以跟踪通信设备，才能获取最优的通信信道条件。

2、接入

接入过程，又可称之为握手过程，在通信领域常用的接入技术包括随机接入技术。接入是无线通信系统中现实无线资源管理的基础，良好的随机接入控制策略则是实现用户成功接入的保障。

常见的随机接入过程包括：步骤一，次站需要发送随机接入前导码，主站在接收到随机接入前导码之后发送随机接入响应消息以通知次站接收到随机接入消息。步骤二，次站向主站发送连接请求，主站根据信道拥堵情况判断是否存在资源冲突，根据冲突情况向次站发送指示此次接入是否成功的消息。在一些情况下，可以只进行步骤一不进行步骤二即完成随机接入过程。

接入过程是通信过程的初始步骤，也可被认为是同步步骤，在完成此步骤后才可以进行其他通信过程。

3、参考信号

参考信号(Reference Signal，RS)，也称为“导频”信号，是由发射端提供给接收端用于信道估计或信道探测的一种已知信号。接收端在接收到参考信号后，根据已知的序列和接收到的序列进行计算，算出参考信号强度，进而估计出信道质量。

参考信号可分为上行参考信号和下行参考信号，上行参考信号为次站发送给主站的参考信号，用于计算上行信道的信道质量；下行参考信号为主站发送给次站的参考信号，用于计算下行信道的信道质量。

图1示出现有技术中的低轨卫星星座的示意图。如图1所示，低轨卫星星座以Walker Polar星座为例，该星座由多个轨道(如121)组成，每个轨道上运行着多个低轨卫星(如111)，轨道在北极点和南地点附近交汇。低轨卫星通过通信链路向地面一个区域内提供无线接入服务。其中单个卫星相对地面保持移动，因此其通信链路覆盖的区域随时间改变而改变。

图2示出现有技术中的低轨卫星系统架构的示意图。如图2所示，低轨卫星111为地面提供无线接入服务，地面终端131和低轨卫星111间通过服务链路进行双向通信，低轨卫星111与地面信关站141之间通过馈电链路进行双向通信。地面终端131需要对低轨卫星111的波束进行跟踪，目前地面终端131仍然依赖于机械天线对卫星111进行跟踪，基于球面天线机械转动的方式能够提供较大的天线增益，并且能够较简单的实现对低轨卫星111的波束跟踪。但是相比基于阵列天线的波束成形方式，无法提供快速的波束切换和多波束能力。地面终端131可以实现为诸如手机、平板电脑、游戏主机、电子书阅读器、多媒体播放设备、可穿戴设备、PC(Personal Computer，个人计算机)等移动电子设备或台式电脑、水表、工厂机器等非移动电子设备。

在通信过程中，地面终端131与低轨卫星111建立通信，由于低轨卫星的飞行速度由其轨道决定，并且由于大气层的因素低轨卫星轨道存在最小高度，因此低轨卫星的飞行速度无法与地球保持相对静止，地面终端131需要不断对低轨卫星111的波束进行跟踪，直至地面终端131离开低轨卫星111的覆盖范围。此时，地面终端131需要执行切换步骤，以从低轨卫星111过渡至低轨卫星112继续通信，单波束的切换过程将会导致信号中断。由于目前互联网服务以实时业务为主，例如视频通话，流媒体等业务，切换导致通信链路的中断会影响用户体验。

基于此，本公开实施例提供了一种多波束通信方法，采用本方法，地面终端在使用第一波束与第一卫星通信时，可以同时使用第二波束预先接入第二卫星。若第一卫星离开地面终端可跟踪的范围后，地面终端可直接使用第二波束与第二卫星进行通信，节约了波束对齐过程、接入过程的时间，可以达到无缝或接近无缝切换的效果，从而提高用户通信体验。

下面通过对几个示例性实施方式的描述，对本申请实施例的技术方案以及本申请的技术方案产生的技术效果进行说明。

本公开中，提出了至少具有2个波束的地面终端，地面终端通过至少2个数字处理通路处理发送和接收信号，每一路通路信号通过可控相位的阵列天线实现可控波束方向。如图3所示，地面终端131具有波束#A和波束#B，波束#A与低轨卫星111的波束#1链接，从而地面终端131与低轨卫星111进行通信。此时，地面终端131仍然拥有可进行通信的波束#B。地面终端131可以自由控制波束#A和波束#B的方向。

在本公开的一个可选实施例中，地面终端使用至少一个波束与当前服务卫星建立通信链路，地面终端和当前服务卫星通过通信链路交换数据信号和控制信令。在双波束链接被触发时，地面终端与非当前服务卫星的其他卫星建立波束对。建立波束对后，地面终端保持与该其他卫星的波束跟踪。在切换条件被触发时，地面终端断开与当前服务卫星之间通信链路，切换至该其他卫星，与该其他卫星交换数据信号和控制信令。

通过上述实施例的方案，由于提前进行了波束对齐和接入过程，节约了切换时间，减少了因切换导致的信号中断。

图4示出根据本公开的实施例的多波束终端通信波束切换示意图。地面终端131通过波束#A和低轨卫星111的波束#1建立链接。在时刻1，地面终端131根据条件一启动波束对齐，地面终端131使用波束#B与低轨卫星112的波束#3进行波束对齐。波束对齐是一种同步状态，地面终端的波束将随着低轨卫星的波束转动。此时，地面终端131使用波束#B来检测低轨卫星112通过波束#3发送的参考信号，实现波束对齐，并进一步跟踪波束#3，保持波束对齐状态。在时刻2，地面终端131根据条件二判断启动接入过程，此时地面终端131通过波束#B接入低轨卫星112，例如通过随机接入过程在卫星112处完成终端的注册。在完成注册后，地面终端可以同时通过两个波束同与两个卫星进行通信，也可以只保持连接到低轨卫星112的状态而不发送数据。在时刻3，地面终端131根据条件三启动切换过程，断开与低轨卫星111的通信，与低轨卫星112进行通信。

可选的，条件一、条件二、条件三由低轨卫星111发送至地面终端131。

可选的，条件一、条件二、条件三由低轨卫星111根据地面终端131发送的报告进行计算。

可选的，与第一卫星通信的波束A可以为多个波束。

可见，采用本公开的实施方式，地面终端可以在于第一卫星进行通信时，在满足相应条件的情况下，提前进行有关第二卫星的波束对齐过程和接入过程，从而在达到切换条件时，节约切换所需的时间，减少切换过程造成的信号中断和时间延迟，提高用户体验。

由于低轨卫星的移动是按照预定义轨道运行的，因此如图4所示，卫星轨道121将决定地面终端131的波束扫描方向，并且地面终端131通过波束#A接收到的参考信号强度将在轨道期间内呈现出一个先由低变高，又由高变低的过程，因此双链接的触发条件可以为参考信号的强度。

在本发明的一种可选实施例中，条件一、条件二、条件三和参考信号强度相关，如图5所示。图5示出根据本公开的实施例的依据参考信号强度切换的示意图。地面终端131根据低轨卫星111发送的参考信号计算参考信号强度，若参考信号强度大于或者等于对齐阈值时，满足条件一；当参考信号强度小于或者等于接入阈值时，满足条件二；当参考信号强度小于或者等于切换阈值时，满足条件三。

接入阈值可以高于对齐阈值也可以低于对齐阈值，如图6所示。图6示出根据本公开的实施例的依据参考信号强度切换的示意图。其中对齐阈值大于接入阈值。若参考信号强度小于或者等于对齐阈值时，满足条件一；当参考信号强度小于或者等于接入阈值时，满足条件二；当参考信号强度小于或者等于切换阈值时，满足条件三。

图5和图6中的多个阈值可以根据低轨卫星信道特征进行预先的计算，并通过低轨卫星发送至地面终端。但是由于低轨卫星的仰角相对地面终端不同，因此同一套阈值参数可能不适用不同位置的终端。因此在一种实施方式中，低轨卫星首先配置地面终端进行参考信号强度或路径损耗的汇报。由于不同的低轨卫星均具有相同的固定的轨道，因此经过一段时间的测量和汇报后，低轨卫星或移动性管理单元就可以计算出图5和图6中所示的多个阈值。其中，移动性管理单元可以位于核心网中。

在本发明的另一种实施例中，条件一、条件二、条件三和波束仰角相关，如图7所示。图7示出根据本公开的实施例的依据波束仰角切换的示意图。在图4中低轨卫星111在扫过地面终端131的过程中，地面终端131的波束#A的波束仰角按照既定的角度变换。在时刻1，若地面终端131的波束#A的波束仰角大于或者等于接入阈值，地面终端131启动波束对齐，此时，地面终端131使用波束#B检测低轨卫星112的参考信号，实现波束对齐。其中，波束对齐是一种同步状态，地面终端的波束将随着低轨卫星的波束转动，在波束对齐后，终端才能够执行接入、通信等行为。进一步的，地面终端131持续跟踪低轨卫星112的波束，保持波束对齐状态。在时刻2，若地面终端131的波束#A的波束仰角大于或者等于对齐阈值，地面终端131启动接入过程，通过波束#B接入低轨卫星112，例如通过随机介入过程在低轨卫星112处完成终端的注册。在完成注册后，地面终端131可以同时通过两个波束与两颗低轨卫星通信，也可以只保持连接到低轨卫星112的状态而不发送数据。在时刻3，若地面终端131的波束#A的波束仰角大于或者等于切换阈值，地面终端131断开与低轨卫星111的通信，并与低轨卫星112进行通信。

和参考信号强度不同，接收波束的仰角变化是单调递增的，该仰角可以是真实仰角，也可以是真实仰角在水平方向上的投影。

在本公开的一种实施例中，条件一、条件二、条件三和波束标识相关。相比计算真实的仰角或仰角的投影，通过波束方向的标识来管理双波束链接的方法更易于实现。这是由于仰角的计算涉及到位置的换算，且在发送时数据量较大，而使用波束成形的波束方向的标识与其仰角是关联的，且发送时使用的数据量较小，如使用二进制编码000代表第一方向，使用001代表第二方向。如图8所示，波束#B的波束方向与一个既定的仰角关联。

在低轨卫星扫过地面终端131的过程中，地面终端131的波束将按照一个波束方向标识序列进行切换。由于轨道的固定性，这个波束方向标识序列是周期性的，也就是对于接收同一颗卫星或者同一轨道的不同卫星，地面终端131的波束经历的波束方向的标识序列不变。因此，可以通过在序列中分别设定对齐标识、接入标识、切换标识来控制低轨卫星的双链接过程。

表1：波束方向标识

切换顺序	1	2	3	4	5
						波束方向标识	波束方向a	波束方向b	波束方向c	波束方向d	波束方向e
波束控制		对齐		接入	切换

如表I所示，地面终端131的波束按照波束方向abcde切换，来接收低轨卫星111的信号。在地面终端131的波束#A从方向a切换至方向b时，启动与低轨卫星112的波束对齐过程。在地面终端131的波束#A的波束方向切换至方向d时，启动与低轨卫星112的接入过程。在地面终端131的波束#A的波束方向切换至方向e时，地面终端131断开与低轨卫星111的通信，与低轨卫星112进行通信。

波束标识可以为十进制数、二进制数、四进制数、八进制数、阿拉伯字母、英文字母等。在通信过程中，低轨卫星将波束方向与标识之间的索引表或对应表发送至地面终端，在通信过程中，低轨卫星还可以将对齐、接入、切换涉及的波束方向对应的标识发送至终端。例如，在通信开始时，低轨卫星111将具体的波束方向和标识之间的索引表发送至地面终端131，并在之后的通信过程中，通知地面终端131对齐方向的标识为b，接入方向的标识为d，切换方向的标识为e。对齐方向、接入方向、切换方向所对应到标识在通信过程中可随时更改。

由于波束方向是离散的，因此在另一种实施例中，地面终端不根据具体的波束方向标识进行操作，而是对地面终端切换过的波束方向或使用的预编码矩阵进行计数。例如，当地面终端131的波束A切换了2个波束方向后，启动与低轨卫星112的波束对齐过程；当地面终端131的波束A切换了4个波束方向后，启动与低轨卫星112的接入过程；当地面终端131的波束A切换了5个方向后，地面终端131断开与低轨卫星111的通信，与低轨卫星112进行通信。

在本公开的一种可选实施例中，通信系统至少具备第一卫星、第二卫星和终端。终端使用至少一个第一波束与第一卫星进行通信。进一步的，终端使用第二波束与第二卫星的波束对齐，以跟踪第二卫星的波束。其中，第一卫星和第二卫星向终端传输信号，该信号包括参考信号、数据信号、控制信号中的至少一个。

可选的，参考信号用于终端进行信道估计，计算参考信号强度和路径损耗。在一些实施方式中，终端上报参考信号强度和路径损耗。

可选的，数据信号、控制信号可与参考信号一同发送。

可选的，参考信号单独发送。

在卫星与终端进行通信的过程中，卫星将数据信号、控制信号与参考信号一同发送可以最大化利用信道资源；而在波束对齐过程中，卫星只需对终端发送参考信号，终端只需要接收参考信号即可达到波束对齐的目的。

在本公开的一种可选实施例中，终端包括多根天线，多根天线可以组成天线阵列用以进行波束赋形。其中，该天线阵列可至少同时产生两个波束，至少一个第一波束用于和第一卫星通信，第二波束用于和第二卫星通信，以跟踪所述第二卫星的波束。

在本公开的一种可选实施例中，卫星系统至少包括第一卫星和第二卫星。其中第一卫星通过终端的至少一个第一波束与终端通信；第二卫星向终端发送信号，其中，终端用于通过第二波束接收所述信号以跟踪所述第二卫星的波束。

上述所有实施例中，提及低轨卫星仅是示例，其他具有相似通信特性，即按预定轨道移动的特性的设备均可以使用上述所有实施例中提及的方法与终端沟通。

上述所有实施例中描述的轨道参数和调整量仅为示例，可以使用其他参数执行相同的方法。

上述实施例描述的方法不限于在低轨卫星系统中使用，其他飞行器也可以使用上述实施例中描述的方法。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本公开实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过可编程硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

作为另一方面，本公开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上述实施例中电子设备或计算机系统中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (18)

1.一种低轨卫星多波束通信方法，其特征在于，包括：

使用至少一个第一波束与第一卫星通信；

使用第二波束与第二卫星的波束对齐，以跟踪所述第二卫星。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

从所述第一卫星、所述第二卫星或地面站中获取对齐阈值、接入阈值和切换阈值中的一个或多个，

或读取预配置的所述对齐阈值、所述接入阈值和所述切换阈值中的一个或多个。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

接收来自于所述第一卫星的第一参考信号；

若所述第一参考信号的强度大于或者等于所述对齐阈值，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一参考信号的强度小于或者等于所述接入阈值，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一参考信号的强度小于或者等于所述切换阈值，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

若所述第一波束的波束仰角大于或者等于所述对齐阈值，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一波束的波束仰角大于或者等于所述接入阈值，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一波束的波束仰角大于或者等于所述切换阈值，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一波束的仰角包括：

所述第一波束的实际仰角以及所述第一波束的实际仰角在水平方向上的投影。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对齐阈值、所述接入阈值和所述切换阈值包括：

根据所述第一卫星的信道参数或所述第二卫星的信道参数计算得到。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

向所述第一卫星发送关于所述第一卫星的以下信息中的至少一个：参考信号强度、路径损耗。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

确定多个预定义的波束方向的标识，所述标识与所述预定义的波束方向一一对应；

若所述第一波束的波束方向为第一标识指示的波束方向，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一波束的波束方向为第二标识指示的波束方向，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一波束的波束方向为第三标识指示的波束方向，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

对所述第一波束切换的离散的波束方向或使用的预编码矩阵计数，记为第一数量；

若所述第一数量大于或者等于所述对齐阈值，与所述第二卫星的波束对齐；

若所述第一数量大于或者等于所述接入阈值，执行与所述第二卫星的接入过程；

若所述第一数量大于或者等于所述切换阈值，断开与所述第一卫星之间的通信，与所述第二卫星进行通信。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

若与所述第一卫星和所述第二卫星均保持连接，同时与所述第一卫星和所述第二卫星通信。

11.一种低轨卫星多波束通信方法，其特征在于，所述方法应用于卫星系统，所述卫星系统包括第一卫星和第二卫星，所述方法包括：

所述第一卫星与终端进行通信；

所述第二卫星向所述终端发送信号；

其中，所述终端通过至少一个第一波束与所述第一卫星通信，所述终端通过第二波束用于接收来自于所述第二卫星的信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一卫星接收来自于所述终端的关于所述第一卫星的报告，所述报告包括以下信息中的至少一个：参考信号强度、路径损耗。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一卫星或所述第二卫星向终端发送对齐阈值、接入阈值和切换阈值中的一个或多个。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一卫星确定多个预定义的波束方向的标识，所述标识与预定义的所述波束方向一一对应；

所述第一卫星向所述终端发送对齐标识、接入标识、切换标识中的一个或多个。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：

所述第一卫星根据所述报告计算对齐阈值、接入阈值和切换阈值中的一个或多个。

16.一种低轨卫星通信系统，其特征在于，所述通信系统包括第一卫星、第二卫星和终端；

所述终端使用至少一个第一波束与所述第一卫星通信；

所述终端使用第二波束与所述第二卫星的波束对齐，以跟踪所述第二卫星的波束；

所述第一卫星和所述第二卫星向所述终端传输信号，其中，所述信号包括参考信号、数据信号、控制信号中的至少一个。

17.一种低轨卫星通信终端，其特征在于，所述终端包括多根天线；

所述多根天线用于发射至少一个第一波束和第二波束，

其中，所述至少一个第一波束用于和第一卫星通信，所述第二波束用于和第二卫星通信，以跟踪所述第二卫星的波束。

18.一种低轨卫星通信系统，其特征在于，所述卫星通信系统包括第一卫星和第二卫星；

所述第一卫星通过终端的至少一个第一波束与所述终端通信；

所述第二卫星向所述终端发送信号，其中，所述终端用于通过第二波束接收所述信号以跟踪所述第二卫星的波束。

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