CN116131919A - 一种宽带波束切换方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种宽带波束切换方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN116131919A CN202310114992.XA CN202310114992A CN116131919A CN 116131919 A CN116131919 A CN 116131919A CN 202310114992 A CN202310114992 A CN 202310114992A CN 116131919 A CN116131919 A CN 116131919A
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Abstract

本发明提供了一种宽带波束切换方法、装置、电子设备及存储介质，通过终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；终端设备在进入目标区域时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星。不通过信关站搜索目标卫星，并且实现宽带波束的去中心化操作，有利于提升波束切换的效率。

Description

一种宽带波束切换方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及卫星技术领域，尤其涉及一种宽带波束切换方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，宽窄带一体化卫星已经逐步开始投入使用。卫星通过宽带波束可以向较小范围的区域内的终端提供宽带数据传输服务(例如视频传输等)。同时卫星可以通过窄带波束向更大范围的区域内的终端提供低速率(例如传输速率为kbps级)的数据传输服务。
在实际应用中，由于终端设备的移动(例如从一个小区移到另一个小区)，因此当终端设备移出当前卫星的宽带波束覆盖的服务区域时，需要切换提供宽带波束的卫星，以便终端设备能够继续得到宽带数据通信的服务。例如根据现有技术，第一卫星通过窄带波束接收终端设备关于宽带波束的切换请求，并且判定宽带波束是否符合条件，并且在宽带波束符合条件的情况下，建立宽带波束与终端设备的连接。从而实现宽带波束的切换。
当第一卫星判定宽带波束不符合条件时，就需要向信关站发送切换宽带波束的请求，由信关站搜索符合条件的第二卫星，并通过第一卫星将第二卫星的信息发送至终端设备，然后由第二卫星通过宽带波束与终端设备建立连接。
但是这样，终端设备不能准确地判定符合条件的目标卫星，从而当目标卫星不符合条件时还需要通过信关站搜索符合条件的卫星，从而导致波束切换的效率低下，增加了波束切换的延时；由于现有技术还需要信关站来搜索符合条件的卫星提供宽带服务，随着终端设备的增加，信关站的成本也越来越高，同时容易进一步增加波束切换的延时，从而降低了波束切换的效率。
发明内容
本发明提供了一种宽带波束切换方法、装置、电子设备及存储介质，不通过信关站搜索目标卫星，并且实现宽带波束的去中心化操作，有利于提升波束切换的效率。
第一方面，基于终端设备一侧，本发明实施例提供了一种宽带波束切换方法，包括：
终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；
终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；
终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；通信参数为各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；其中，通信参数例包括误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量；
终端设备在进入目标区域时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星。
第二方面，基于卫星一侧，本发明实施例提供了一种宽带波束切换方法，包括：
多个卫星接收终端设备通过窄带波束发出的注册请求，建立窄带通信连接；
各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；
各个卫星通过窄带波束，将宽带波束的通信参数发送至终端设备；以使终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；
目标卫星在终端设备进入目标区域时，接收终端设备切换宽带波束的请求。
第三方面，本发明实施例提供了一种宽带波束切换方法，包括：
终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，与终端设备建立窄带通信连接；
各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；
各个卫星通过窄带波束，将宽带波束的通信参数发送至终端设备；
终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；
终端设备根据各个卫星的宽带波束的通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；
终端设备在进入目标区域时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星。
第四方面，本发明的实施例提供了一种宽带波束切换装置，包括：
通信模块，终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；
目标区域确定模块，终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；
卫星确定模块，终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；通信参数为各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；其中，通信参数例包括误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量；
卫星切换模块，终端设备在进入目标区域时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星。
第五方面，本发明的实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上存储有计算机程序，处理器执行程序时实现如第一方面或第二方面或第三方面任一项所述的方法。
第六方面，本发明的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第二方面或第三方面任一项所述的方法。
有益效果
本发明提供了一种宽带波束切换方法、装置、电子设备及存储介质，终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；终端设备在进入目标区域时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星。不通过信关站搜索目标卫星，并且实现宽带波束的去中心化操作，有利于提升波束切换的效率。
应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本发明的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
结合附图并参考以下详细说明，本发明各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素。
图1示出了本发明实施例的多个卫星通过各自的波束向不同范围区域提供数据传输服务的示意图；
图2示出了本发明实施例的各个卫星通过宽带波束所覆盖的区域的示意图；
图3示出了本发明实施例的各个卫星通过窄带波束所覆盖的区域的示意图；
图4示出了本发明实施例的一种宽带波束切换方法的流程图；
图5示出了本发明较优实施例的终端设备在移动到所在波位B16的小区边缘时的示意图；
图6示出了本发明实施例的另一种宽带波束切换方法的流程图；
图7示出了本发明实施例的另一种宽带波束切换方法的流程图；
图8示出了本发明实施例的一种宽带波束切换装置的结构框图；
图9示出了本发明实施例的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。
需要说明的是，本发明实施例描述的仅仅是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对本发明实施例提供的技术方案的限定。
图1示出了多个卫星110～160通过各自的波束向不同范围区域提供数据传输服务的示意图：
参考图1所示，各个卫星110～160可以通过各自的波束覆盖不同的区域，从而为不同的区域提供数据传输服务。
图2示出了各个卫星110～160通过宽带波束所覆盖的区域的示意图：
参考图2所示，区域C101为卫星110通过宽带波束覆盖的服务区域，区域C201为卫星120通过宽带波束覆盖的服务区域，区域C301为卫星130通过宽带波束覆盖的服务区域，区域C401为卫星140通过宽带波束覆盖的服务区域，区域C501为卫星150通过宽带波束覆盖的服务区域，区域C601为卫星160通过宽带波束覆盖的服务区域。其中区域C101～C601为实线圆形所覆盖的区域。区域以小区为例，图2中的虚线六边形区域为传统理解的小区。其中同一个卫星可以通过不同的宽带波束覆盖不同的小区，不同的宽带波束覆盖的波位由图2中的虚线圆形区域B01～B33表示。
示例性的，在本方案中，卫星110～160均设置有提供7个宽带波束，从而均可以覆盖7个不同的波位。例如卫星110可以覆盖波位B14～B16、B22～B24以及B28；卫星120可以覆盖波位B16～B18、B24～B26以及B29；卫星130可以覆盖波位B05、B08～B10以及B15～B17；卫星140可以覆盖波位B01～B04以及B06～B8；卫星150可以覆盖波位B11～B13、B19～B21以及B27；以及卫星160可以覆盖波位B10、B17～B18以及B30～B33。此外，参考图2所示，终端设备200例如在波位B16对应的小区。并且终端设备200也是宽窄带一体化的终端设备。
示例性的，图3示出了各个卫星110～160通过窄带波束所覆盖的区域的示意图：参考图3所示，区域C102为卫星110通过窄带波束覆盖的服务区域，区域C202为卫星120通过窄带波束覆盖的服务区域，区域C302为卫星130通过窄带波束覆盖的服务区域，区域C402为卫星140通过窄带波束覆盖的服务区域，区域C502为卫星150通过窄带波束覆盖的服务区域，区域C602为卫星160通过窄带波束覆盖的服务区域。其中区域C102～C602为实线圆形所覆盖的区域。通过图3可以看出，同一卫星通过窄带波束覆盖的服务区域比通过宽带波束覆盖的服务区域更大。并且图3中阴影部分为卫星110～160通过窄带波束共同覆盖的区域。参考图3所示，终端设备200位于卫星110～160的窄带波束共同覆盖的服务区域中。在本发明实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
本发明实施例提供了一种宽带波束切换方法，请参照图4，包括：
S402：终端设备200向能够提供窄带通信服务的多个卫星110～160通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；
具体地，参考图3所示，由于卫星110～160的窄带波束都能覆盖终端设备200所在的区域B16，因此终端设备200通过窄带波束向各个卫星110～160发出注册请求，并且各个卫星110～160通过各自的窄带波束接收终端设备200发出的注册请求。
需要说明的是，由于终端设备200处于移动状态中，因此这个注册请求是动态进行的。区域以小区为例，当终端设备200移动到其他小区，从而原来的部分卫星的窄带波束不能覆盖该小区时，终端设备200与该部分卫星断开窄带通信连接。并且，终端设备200还会向能够覆盖该小区的其他卫星(即除卫星110～160之外的其他卫星)发出注册请求，建立窄带通信连接。卫星110～160在接收到终端设备200的通过注册请求，终端设备200可以与覆盖200所在区域的卫星110～160通过窄带波束建立通信连接。
S404：终端设备200确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；
具体地，目标区域以小区为例，参考图5所示，终端设备200在移动到所在波位B16的小区边缘时，可以确定即将前往的小区。例如终端设备200根据预先设置的导航信息预测即将前往的目标区域为波位B17对应的小区。或者，例如终端设备200根据当前的位置信息以及运动矢量信息，预测即将前往的目标区域为波位B17对应的小区。或者，例如终端设备200根据运动轨迹预测即将前往的目标区域为B17对应的小区。从而终端设备200将波位B17对应的小区确定为即将进入的需要切换宽带波束的目标区域。
S406：终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；通信参数为各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；其中，通信参数例包括误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量；
具体地，在本实施例中各个卫星按照预设周期统计与不同波位对应的宽带波束的通信参数。例如按照预设周期，卫星110统计分别与波位B14～B16、B22～B24以及B28对应的宽带波束的通信参数；卫星120统计分别与波位B16～B18、B24～B26以及B29对应的宽带波束的通信参数；卫星130统计分别与波位B05、B08～B10以及B15～B16对应的宽带波束的通信参数；卫星140统计分别与波位B01～B04以及B06～B8对应的宽带波束的通信参数；卫星150统计分别与波位B11～B13、B19～B21以及B27对应的宽带波束的通信参数；以及卫星160统计分别与波位B10、B17～B18以及B30～B32对应的宽带波束的通信参数。
其中通信参数例如可以是误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量等。
具体地，例如卫星110可以统计分别与波位B14～B16、B22～B24以及B28对应的误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量，并生成以下表1的信息：
表1
Figure BDA0004078303070000061
其中，α11～α17为卫星110与不同波位对应的宽带波束的误码率；β11～β17为卫星110与不同波位对应的宽带波束的差错率；γ11～γ17为卫星110与不同波位对应的宽带波束的波形畸变率；δ11～δ17为卫星110与不同波位对应的宽带波束的信道容量；以及σ11～σ17为卫星110与不同波位对应的宽带波束的数据吞吐量。
从而卫星110按照预设周期统计各个宽带波束的通信参数，并通过窄带波束将统计的通信参数传输至终端设备200。基于类似的方式，卫星120～150也按照该预设周期统计各个宽带波束的通信参数，得到表1形式的通信参数，并通过窄带波束将统计的通信参数传输至终端设备200。从而终端设备200可以通过窄带波束按照预设周期实时接收各个卫星110～150的各个宽带波束的通信参数。
参考图2所示，当终端设备200在波位B16边缘预测到需要在波位B17对应的目标小区切换宽带波束后，按照以下步骤确定切换宽带波束的目标卫星：
S4062：终端设备200从各个卫星110～160的通信参数中获取与目标小区对应的宽带波束的通信参数；
区域以小区为例，参考图2所示，由于卫星120、卫星130以及卫星160的宽带波束均覆盖波位B17对应的小区，因此终端设备200分别从卫星120、卫星130以及卫星160获取的通信参数中抽取卫星120、卫星130以及卫星160与波位B17对应的通信参数。即，卫星120、卫星130以及卫星160与波位B17对应的宽带波束的误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量。
S4064：终端设备200根据各个卫星与目标小区对应的宽带波束的通信参数，确定切换宽带波束的目标卫星。
具体地，终端设备200根据以下公式，将各个卫星120、卫星130以及卫星160与波位B17对应的宽带波束的通信参数代入，从而计算确定各个卫星为目标卫星的概率：
Figure BDA0004078303070000071
z＝k0+k1*α+k2*β+k3*γ+k4*δ+k5*σ (2)
其中，α为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的误码率；
β为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的出错率；
γ为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的波形畸变率；
δ为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的信道容量；以及
σ为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的数据吞吐量。
其中参数k0～k5为线性参数，可以通过样本进行训练得到。
从而，终端设备200利用公式(1)和公式(2)根据各个卫星120、卫星130以及卫星160与波位B17对应的宽带波束的通信参数。计算分别与卫星120、卫星130以及卫星160对应预测概率H1～H3。其中H1是与卫星120对应的预测概率、H2是与卫星130对应的预测概率以及H3是与卫星160对应的预测概率。
然后，终端设备200对各个卫星的预测概率进行排序，并将预测概率最高的卫星，作为切换宽带波束的目标卫星。
S408：终端设备在进入目标小区时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星。
具体地，在终端设备200进入目标小区(即波位B17对应的小区)时，通过基于窄带波束建立的通信连接，将切换宽带波束的请求发送至在步骤S112中确定的目标卫星。从而终端设备200与目标卫星建立基于宽带波束的通信连接。
从而根据本发明的技术方案，各个卫星110～160通过窄带波束，按照预定周期将与各个波位对应的宽带波束的通信参数广播至建立窄带波束通信连接的终端设备。因此，终端设备200可以通过窄带波束，以低成本低功耗的方式接收各个卫星与终端设备200所在小区波位对应的宽带波束的通信参数。
并且，在需要切换宽带波束时，终端设备200可以根据利用窄带通信获取的各个卫星的通信参数，确定切换宽带波束的目标卫星。因此，终端设备200所确定的目标卫星，是最符合切换条件的卫星。从而提高了切换成功的概率，减少了所确定的目标卫星不符合条件的概率。从而提高了宽带波束切换的效率。
此外，由于更多的计算工作，都是由终端设备完成，从而实现了去中心化的操作，减少了信关站搜索目标卫星以及计算确定目标卫星的操作。即便是大量终端设备同时提出切换宽带波束的请求，也不会加重信关站的负担。
此外，本发明利用了各个卫星的窄带波束的覆盖范围比宽带波束的覆盖范围更大的特点。在终端设备移动到需要切换宽带波束的目标小区之前，即可通过窄带波束从各个卫星接收与目标小区对应的宽带波束的通信参数，并在进入目标小区前确定切换宽带波束的目标卫星。从而将搜索以及确定切换宽带波束的目标卫星的操作提前进行，在进入目标小区后可以直接通过窄带波束向确定的目标卫星发送切换宽带波束的请求。从而大大降低了切换宽带波束的过程中终端设备等待的时间。
从而，本发明充分利用了宽窄带一体化卫星以及宽窄带一体化终端设备的窄带通信以及宽带通信的协调配合，在减少成本的同时，以更高的效率实现了宽带波束的切换。
在与目标卫星建立宽带波束的通信连接失败的情况下，终端设备200在除目标卫星之外的其他卫星中根据预测概率重新确定目标卫星。
具体地，由于某种原因，终端设备200可能会不能成功与目标卫星建立宽带波束的通信连接。在这种情况下，终端设备200可以根据预测概率的排序，重新确定新的目标卫星进行宽带波束的通信连接。
从而与现有技术中通过信关站搜索目标卫星相比，本发明重新确定目标卫星的操作仍然是在终端设备上进行，从而进一步实现了宽带波束的去中心化操作，有利于支持更多的终端设备进行宽带波束的切换。
基于同一发明构思，基于卫星一侧，如图6所示，本发明实施例提供了一种宽带波束切换方法，包括：
S602：多个卫星接收终端设备通过窄带波束发出的注册请求，建立窄带通信连接；
S604：各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数，并通过窄带波束，将宽带波束的通信参数发送至终端设备；以使终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；(从而各个卫星可以按照预设周期将宽带波束所覆盖的波位的通信参数发送至终端设备)；
S606：目标卫星在终端设备进入目标区域时，接收终端设备切换宽带波束的请求。
由于其原理与上面实施例相同，具体实施方式请参照上面实施例或下面实施例。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种宽带波束切换方法，包括：
S702：终端设备200向能够提供窄带服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求；
具体地，参考图3所示，由于卫星110～160的窄带波束都能覆盖终端设备200所在的区域B16，因此终端设备200通过窄带波束向各个卫星110～160发出注册请求，并且各个卫星110～160通过各自的窄带波束接收终端设备200发出的注册请求。
需要说明的是，由于终端设备200处于移动状态中，因此这个注册请求是动态进行的。当终端设备200移动到其他小区，从而原来的部分卫星的窄带波束不能覆盖该小区时，终端设备200与该部分卫星断开窄带通信连接。并且，终端设备200还会向能够覆盖该小区的其他卫星(即除卫星110～160之外的其他卫星)发出注册请求，建立窄带通信连接。
S704：卫星110～160根据终端设备200的注册请求，与终端设备200建立窄带通信连接；
具体地，卫星110～160在接收到终端设备200的从而通过注册请求，终端设备200可以与覆盖200所在区域的卫星110～160通过窄带波束建立通信连接。
S706：各个卫星110～160按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数，并通过窄带波束，将宽带波束的通信参数发送至终端设备200。
具体地，例如卫星110统计分别与波位B14～B16、B22～B24以及B28对应的宽带波束的通信参数；卫星120统计分别与波位B16～B18、B24～B26以及B29对应的宽带波束的通信参数；卫星130统计分别与波位B05、B08～B10以及B15～B16对应的宽带波束的通信参数；卫星140统计分别与波位B01～B04以及B06～B8对应的宽带波束的通信参数；卫星150统计分别与波位B11～B13、B19～B21以及B27对应的宽带波束的通信参数；以及卫星160统计分别与波位B10、B17～B18以及B30～B32对应的宽带波束的通信参数。
其中通信参数例如可以是误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量等。
具体地，例如卫星110可以统计分别与波位B14～B16、B22～B24以及B28对应的误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量，并生成表1信息：
从而卫星110按照预设周期统计各个宽带波束的通信参数。基于类似的方式，卫星120～150也按照该预设周期统计各个宽带波束的通信参数，得到表1形式的通信参数。并且各个卫星在各个周期统计通信参数后，还将通信参数通过窄带波束传送至终端设备200。例如，卫星110在统计出表1所示的通信参数后，会即刻通过窄带波束将该通信参数广播至所有通过窄带波束通信连接的终端设备。从而终端设备200作为与卫星110窄带通信连接的终端设备，按照预设周期接收卫星110广播的通信参数。
同样地，终端设备200也接收卫星120～160广播的通信参数。从而终端设备200可以实时接收各个卫星110～160广播的与各个波位的宽带波束对应的通信参数。
S708：终端设备200确定将要进入的需要切换宽带波束的目标小区；
具体地，参考下面图5所示，终端设备200在移动到所在波位B16的小区边缘时，可以确定即将前往的小区。例如终端设备200根据预先设置的导航信息预测即将前往的目标小区为波位B17对应的小区。或者，例如终端设备200根据当前的位置信息以及运动矢量信息，预测即将前往的目标小区为波位B17对应的小区。或者，例如终端设备200根据运动轨迹预测即将前往的目标小区为B17对应的小区。从而终端设备200将波位B17对应的小区确定为即将进入的需要切换宽带波束的目标小区。
S710：终端设备200根据各个卫星的宽带波束的通信参数，确定进入目标小区后切换宽带波束的目标卫星；
具体地，参考图2所示，当终端设备200在波位B16边缘预测到需要在波位17对应的目标小区切换宽带波束后，按照以下步骤确定切换宽带波束的目标卫星：
S7102：终端设备200从各个卫星110～160的通信参数中获取与目标小区对应的宽带波束的通信参数；
例如，参考图2所示，由于卫星120、130以及160的宽带波束均覆盖波位B17对应的小区，因此终端设备200分别从卫星120、130以及160获取的通信参数中抽取卫星120、130以及160与波位B17对应的通信参数。即，卫星120、130以及160与波位B17对应的宽带波束的误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量。
S7104：终端设备200根据各个卫星与目标小区对应的宽带波束的通信参数，确定切换宽带波束的目标卫星。具体地，终端设备200根据以下公式，将各个卫星120、130以及160与波位B17对应的宽带波束的通信参数代入，从而计算确定各个卫星为目标卫星的概率：
Figure BDA0004078303070000111
z＝k0+k1*α+k2*β+k3*γ+k4*δ+k5*σ (2)
其中，α为卫星与目标小区对应的宽带波束的误码率；
β为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的出错率；
γ为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的波形畸变率；
δ为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的信道容量；以及
σ为各个卫星与目标小区对应的宽带波束的数据吞吐量。
其中参数k0～k5为线性参数，可以通过样本进行训练得到。
从而，终端设备200利用公式(1)和公式(2)根据各个卫星120、130以及160与波位B17对应的宽带波束的通信参数。计算分别与卫星120、130以及160对应预测概率H1～H3。其中H1是与卫星120对应的预测概率、H2是与卫星130对应的预测概率以及H3是与卫星160对应的预测概率。
然后，终端设备200对各个卫星的预测概率进行排序，并将预测概率最高的卫星，作为切换宽带波束的目标卫星。
S712：终端设备200在进入目标小区时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星；
具体地，在终端设备200进入目标小区(即波位B17对应的小区)时，通过基于窄带波束建立的通信连接，将切换宽带波束的请求发送至在步骤S110中确定的目标卫星。从而终端设备200与目标卫星建立基于宽带波束的通信连接。
从而根据本发明的技术方案，各个卫星110～160通过窄带波束，按照预定周期将与各个波位对应的宽带波束的通信参数广播至建立窄带波束通信连接的终端设备。因此，终端设备200可以通过窄带波束，以低成本低功耗的方式接收各个卫星与终端设备200所在小区波位对应的宽带波束的通信参数。
并且，在需要切换宽带波束时，终端设备200可以根据利用窄带通信获取的各个卫星的通信参数，确定切换宽带波束的目标卫星。因此，终端设备200所确定的目标卫星，是最符合切换条件的卫星。从而提高了切换成功的概率，减少了所确定的目标卫星不符合条件的概率。从而提高了宽带波束切换的效率。
此外，由于更多的计算工作，都是由终端设备完成，从而实现了去中心化的操作，减少了信关站搜索目标卫星以及计算确定目标卫星的操作。即便是大量终端设备同时提出切换宽带波束的请求，也不会加重信关站的负担。
此外，本发明利用了各个卫星的窄带波束的覆盖范围比宽带波束的覆盖范围更大的特点。在终端设备移动到需要切换宽带波束的目标小区之前，即可通过窄带波束从各个卫星接收与目标小区对应的宽带波束的通信参数，并在进入目标小区前确定切换宽带波束的目标卫星。从而将搜索以及确定切换环带波束的目标卫星的操作提前进行，在进入目标小区后可以直接通过窄带波束向确定的目标卫星发送切换宽带波束的请求。从而大大降低了切换宽带波束的过程中终端设备等待的时间。
从而，本发明充分利用了宽窄带一体化卫星以及宽窄带一体化终端设备的窄带通信以及宽带通信的协调配合，在减少成本的同时，以更高的效率实现了宽带波束的切换。
S714：在与目标卫星建立宽带波束的通信连接失败的情况下，终端设备200在除目标卫星之外的其他卫星中根据预测概率重新确定目标卫星。
具体地，由于各种原因，终端设备200可能会不能成功与目标卫星建立宽带波束的通信连接。在这种情况下，终端设备200可以根据预测概率的排序，重新确定新的目标卫星进行宽带波束的通信连接。
从而与现有技术中通过信关站搜索目标卫星相比，本发明重新确定目标卫星的操作仍然是在终端设备上进行，从而进一步实现了宽带波束的去中心化操作，有利于支持更多的终端设备进行宽带波束的切换。
如图8所示，本发明的实施例提供了一种宽带波束切换装置，包括：
通信模块802，终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；
目标区域确定模804，终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；
卫星确定模块806，终端设备根据通信参数，确定进入目标区域后切换宽带波束的目标卫星；通信参数为各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；其中，通信参数例包括误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量；
卫星切换模块808，终端设备在进入目标区域时，通过窄带波束，将切换宽带波束的请求发送至目标卫星。
具体实施方式，请参见方法实施例。
本发明实施例还提供了一种计算机电子设备，图9为本发明实施例的一种电子设备的结构图，如图9所示，该计算机电子设备包括，中央处理单元(CPU)901，其可以根据存储在只读存储器(ROM)902中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)903中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 903中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU901、ROM 902以及RAM 903通过总线904彼此相连。输入/输出(I/O)接口905也连接至总线904。
以下部件连接至I/O接口905：包括键盘、鼠标等的输入部分906；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分907；包括硬盘等的存储部分908；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分909。通信部分909经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器910也根据需要连接至I/O接口905。可拆卸介质911，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等，根据需要安装在驱动器910上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分908。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、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，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。
作为另一方面，本发明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一种宽带波束切换装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入电子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，程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本发明的一种宽带波束切换方法。
以上描述仅为本发明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，本发明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。例如上述特征与本发明中公开的(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 (10)

1.一种宽带波束切换方法，其特征在于，包括：
终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；
终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；
终端设备根据通信参数，确定进入所述目标区域后切换所述宽带波束的目标卫星；所述通信参数为所述各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；其中，所述通信参数例包括误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量；
终端设备在进入所述目标区域时，通过所述窄带波束，将切换所述宽带波束的请求发送至所述目标卫星。
2.根据权利要求1所述的切换方法，其特征在于，还包括：
在所述终端设备与所述目标卫星建立所述宽带波束的通信连接失败的情况下，所述终端设备在除所述目标卫星之外的其他卫星中根据预测概率重新确定所述目标卫星。
3.根据权利要求2所述的切换方法，其特征在于，终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域的操作，包括：
终端设备在移动到所在波位的区域边缘时，确定即将前往的目标区域；
终端设备根据预先设置的导航信息预测即将前往的目标区域；或者
终端设备根据当前的位置信息以及运动矢量信息，预测即将前往的目标区域；或者
终端设备根据运动轨迹预测即将前往的目标区域。
4.根据权利要求2或3所述的切换方法，其特征在于，终端设备根据通信参数，确定进入所述目标区域后切换所述宽带波束的目标卫星的操作，包括：
终端设备从所述各个卫星的通信参数中获取与所述目标区域对应的宽带波束的通信参数；
终端设备根据所述各个卫星与所述目标区域对应的宽带波束的通信参数，确定切换所述宽带波束的目标卫星。
5.根据权利要求4所述的切换方法，其特征在于，终端设备根据所述各个卫星与所述目标区域对应的宽带波束的通信参数，确定切换所述宽带波束的目标卫星的操作，包括：
计算确定所述各个卫星为目标卫星的概率；
Figure FDA0004078303050000021
z＝k0+k1*α+k2*β+k3*γ+k4*δ+k5*σ
其中，α为所述各个卫星与所述目标区域对应的宽带波束的误码率；
β为所述各个卫星与所述目标区域对应的宽带波束的出错率；
γ为所述各个卫星与所述目标区域对应的宽带波束的波形畸变率；
δ为所述各个卫星与所述目标区域对应的宽带波束的信道容量；以及
σ为所述各个卫星与所述目标区域对应的宽带波束的数据吞吐量；
终端设备对所述各个卫星的预测概率进行排序，并将所述预测概率最高的卫星，作为切换所述宽带波束的目标卫星。
6.一种宽带波束切换方法，其特征在于，包括：
多个卫星接收终端设备通过窄带波束发出的注册请求，建立窄带通信连接；
各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；
各个卫星通过窄带波束，将宽带波束的通信参数发送至所述终端设备；以使所述终端设备根据所述通信参数，确定进入目标区域后切换所述宽带波束的目标卫星；
目标卫星在所述终端设备进入所述目标区域时，接收所述终端设备切换所述宽带波束的请求。
7.一种宽带波束切换方法，其特征在于，包括：
终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，与终端设备建立窄带通信连接；
各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；
各个卫星通过所述窄带波束，将所述宽带波束的通信参数发送至所述终端设备；
终端设备确定将要进入的需要切换所述宽带波束的目标区域；
终端设备根据各个卫星的宽带波束的通信参数，确定进入所述目标区域后切换所述宽带波束的目标卫星；
终端设备在进入所述目标区域时，通过所述窄带波束，将切换所述宽带波束的请求发送至所述目标卫星。
8.一种宽带波束切换装置，其特征在于，包括：
通信模块，终端设备向能够提供窄带通信服务的多个卫星通过窄带波束发出注册请求，建立窄带通信连接；
目标区域确定模块，终端设备确定将要进入的需要切换宽带波束的目标区域；
卫星确定模块，终端设备根据通信参数，确定进入所述目标区域后切换所述宽带波束的目标卫星；所述通信参数为所述各个卫星按照预设周期统计各自不同的宽带波束所覆盖的波位的通信参数；其中，所述通信参数例包括误码率、差错率、波形畸变率、信道容量以及数据吞吐量；
卫星切换模块，终端设备在进入所述目标区域时，通过所述窄带波束，将切换所述宽带波束的请求发送至所述目标卫星。
9.一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一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如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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