CN116192241B - 卫星波束切换系统及方法、波束调度模块 - Google Patents

Abstract

本说明书提供卫星波束切换系统及方法、波束调度模块，其中卫星波束切换系统包括：波束调度模块、相控阵天线和通信基带；波束调度模块，被配置为从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令；相控阵天线，被配置为响应于第一控制指令，在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号；通信基带，被配置为响应于第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。如此，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能。

Description

卫星波束切换系统及方法、波束调度模块

技术领域

本说明书涉及低轨卫星通信技术领域，特别涉及一种卫星波束切换系统。本说明书同时涉及一种卫星波束切换方法，一种卫星波束切换系统中的波束调度模块，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

随着卫星通信技术的发展，卫星通信以其覆盖范围广、移动性强、传输容量大、组网方式灵活、不受地理条件限制等特点，在通信领域得到世界各国的重视。低轨通信卫星本身的覆盖时间短、飞行速度快等特点，决定了低轨通信卫星的应用需要大量的卫星组成星座，多颗卫星不间断的接力，实现连续的对地服务。因此，波束切换对于低轨卫星通信格外重要。

现有技术中，在发生波束切换时，保障连续通信的传统解决办法可以包括硬切换和软切换。硬切换为低轨卫星终端采用单天线，单收单发形式，在切换低轨卫星链接时，信关站提前缓存所有数据，待重新建立链接后进行陆续回传；软切换为低轨卫星终端采用双天线，双收双发形式，在切换发生前分别与当前服务波束和目标切换波束建立链路连接，切换动作完成后，再断开原波束的连接。

然而，上述方法中，硬切换的切换过程的中断时间不可控，缓存数据的方式，可能会导致数据卡顿，部分场景会导致信息中断，带来更严重的问题发生；而传统的软切换方式，虽然可以做到切换过程中的中断时间可控，更好的实现连续通信，但是更多的消耗了硬件资源，导致重量沉、体积大、功率大、成本高以及终端的可搬移性差。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供了一种卫星波束切换系统。本说明书同时涉及一种卫星波束切换方法，一种卫星波束切换系统中的波束调度模块，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质，以解决现有技术中存在的技术缺陷。

根据本说明书实施例的第一方面，提供了一种卫星波束切换系统，系统包括波束调度模块、相控阵天线和通信基带；

波束调度模块，被配置为从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令；

相控阵天线，被配置为响应于第一控制指令，在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号；

通信基带，被配置为响应于第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

根据本说明书实施例的第二方面，提供了一种卫星波束切换方法，应用于卫星波束切换系统中的波束调度模块，卫星波束切换系统还包括有相控阵天线和通信基带，该方法包括：

从通信基带中获取时分资源信息；

根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令；

其中，第一控制指令用于指示相控阵天线在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号；第二控制指令用于指示通信基带在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

根据本说明书实施例的第三方面，提供了一种卫星波束切换系统中的波束调度模块，包括：

获取单元，被配置为从通信基带中获取时分资源信息；

发送单元，被配置为根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令；

其中，第一控制指令用于指示相控阵天线在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号；第二控制指令用于指示通信基带在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

根据本说明书实施例的第四方面，提供了一种计算设备，包括：

存储器和处理器；

存储器用于存储计算机可执行指令，处理器用于执行计算机可执行指令，以实现上述的卫星波束切换方法的步骤。

根据本说明书实施例的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机可执行指令，该指令被处理器执行时实现上述的卫星波束切换方法的步骤。

本说明书实施例提供的卫星波束切换系统，系统包括波束调度模块、相控阵天线和通信基带；波束调度模块，被配置为从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令；相控阵天线，被配置为响应于第一控制指令，在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号；通信基带，被配置为响应于第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

这种情况下，波束调度模块可以从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，以调度相控阵天线，搜索目标波束，并控制通信基带虚拟出辅接收天线通道，接收目标波束的搜索信号。如此，通过在相控阵天线和通信基带之间加装波束调度模块，配合具有时分调制功能的通信基带，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，通过单收单发天线实现软切换，将低轨卫星终端从体积与重量上缩减50%，更适应小型化天线的应用需求，组件更少，可靠性、稳定性更高。

附图说明

图1是本说明书一实施例提供的一种前向双链接示意图；

图2是本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换系统的结构框图；

图3是本说明书一实施例提供的一种波束调度模块的连接示意图；

图4是本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换方法的流程图；

图5是本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换过程的交互示意图；

图6是本说明书一实施例提供的另一种卫星波束切换方法的流程图；

图7是本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换系统中的波束调度模块的结构示意图；

图8是本说明书一实施例提供的一种计算设备的结构框图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本说明书。但是本说明书能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本说明书内涵的情况下做类似推广，因此本说明书不受下面公开的具体实施的限制。

在本说明书一个或多个实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书一个或多个实施例。在本说明书一个或多个实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本说明书一个或多个实施例中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本说明书一个或多个实施例中可能采用术语第一、第二等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书一个或多个实施例范围的情况下，第一也可以被称为第二，类似地，第二也可以被称为第一。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

首先，对本说明书一个或多个实施例涉及的名词术语进行解释。

卫星：是指在围绕一颗行星轨道，并按闭合轨道做周期性运行的天然天体，而人造卫星一般亦可称为卫星，人造卫星是由人工建造，以太空飞行载具，如火箭、航天飞船等发射到太空中，像天然卫星一样环绕地球或其它行星的装置。

低轨道卫星系统：一般是指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。低轨道卫星主要用于军事目标探测，利用低轨道卫星容易获得目标物高分辨率图像。低轨道卫星也用于手机通讯，卫星的轨道高度低使得传输延时短，路径损耗小。多个卫星组成的通讯系统可以实现真正的全球覆盖，频率复用更有效。蜂窝通信、多址、点波束、频率复用等技术也为低轨道卫星移动通信提供了技术保障。低轨道卫星星座由多条轨道上的多个低轨卫星组成，由于低轨卫星和地球不同步，所以星座在不断的变化，各低轨卫星的相对位置也在不断的变化之中。

需要说明的是，由于低轨道卫星系统中的低轨卫星距离地面距离近、卫星飞行速度快、卫星过顶时间短，卫星终端在低轨道卫星系统中使用，会频繁的发生星内波束切换或者星间波束切换。目前，在发生波束切换时，保障连续通信的解决办法可以包括硬切换和软切换。

其中，硬切换为终端采用单天线，单收单发形式，在切换低轨卫星链接时信关站端提前缓存所有数据，待重新建立链接后进行陆续回传，这种方式对硬件需求相对少，天线的尺寸也相对小。软切换为卫星终端采用双天线，双收双发形式，在切换发生前分别与当前服务波束和目标切换波束建立链路连接，切换动作完成后，再断开原波束的连接，这种方式对硬件需求相对多，天线尺寸更大。

然而，上述方法中，硬切换虽然可以减少终端天线的体积，降低终端功耗，但是切换过程中中断时间不可控，缓存数据的方式，导致数据卡顿至少3-4s，部分场景会导致信息中断，带来更严重的问题发生；而传统的软切换方式，虽然可以做到切换过程中的中断时间可控，更好的实现连续通信，但是更多的消耗了硬件资源，导致重量沉、体积大、功率大、成本高以及终端的可搬移性差。

因而本说明书实施例提供了一种卫星波束切换系统，在低轨卫星终端的波束切换过程中使用单天线实现软切换，通过在相控阵天线和通信基带之间加装波束调度模块，配合具有时分调制功能的通信基带，运用相控阵天线波束调度算法，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，也即实现了单阵面分时双接收，通过单收单发天线实现软切换，将低轨卫星终端从体积与重量上缩减50%，更适应小型化天线的应用需求，组件更少，可靠性、稳定性更高。

实际应用中，低轨卫星飞行率较快，使得低轨卫星终端需要频繁切波束和切星，低轨卫星终端具体在运动过程中是如何建立前向双链接如图1所示，图1是本说明书一实施例提供的一种前向双链接示意图。

由图1可知，低轨卫星终端初始正在AP01号低轨卫星覆盖区域内并与AP01号低轨卫星稳定链接，定义为LINK1；当低轨卫星终端移动到AP01号与AP02号低轨卫星共同覆盖区域时，终端在保持LINK1的情况下，空闲时隙被用来搜索AP02号低轨卫星，尝试与AP02号低轨卫星建立链接，定义为LINK2，当低轨卫星终端同时稳定建立起LINK1与LINK2链接后，在达到切换门限时，触发波束切换。由于此时低轨卫星终端已经与目标波束完成了前向载波同步和监听，低轨卫星终端可以快速的与目标波束建立起前反向业务承载，达到连续通信的目的。

本说明书实施例中，需要使用具有时分功能的通信基带，通过在通信基带和相控阵天线之间加装“波束调度模块”，协调调度相控阵天线，利用卫星终端通信的空闲时隙，虚拟出辅接收天线通道，用于接收邻星或者邻波束的信号，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，也即实现了单阵面分时双接收，通过单收单发天线实现软切换。

在本说明书中，提供了一种卫星波束切换系统，本说明书同时涉及一种卫星波束切换方法，一种卫星波束切换系统中的波束调度模块，一种计算设备，以及一种计算机可读存储介质，在下面的实施例中逐一进行详细说明。

图2示出了根据本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换系统的结构框图，如图2所示，该系统包括波束调度模块202、相控阵天线204和通信基带206；

波束调度模块202，被配置为从通信基带206中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带206的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线204发送第一控制指令，并向通信基带206发送第二控制指令；

相控阵天线204，被配置为响应于第一控制指令，在空闲时间搜索目标波束，向通信基带206发送搜索信号；

通信基带206，被配置为响应于第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线204发送的搜索信号。

需要说明的是，本说明书实施例提供的卫星波束切换系统部署于低轨卫星终端上。卫星波束切换系统中的通信基带为具有时分功能的通信基带，从而利用通信基带的空闲时隙搜索目标波束。当前波束为当前与低轨卫星终端通信的卫星波束，目标波束为需要切换的卫星波束，该目标波束与当前波束可以为同一卫星的波束，也可以为不同卫星的波束，也就是说本说明书实施例可以适用于星内波束切换和星间波束切换，也即从一个卫星的一个波束切换至另一个波束，或者从一个卫星的波束切换至另一个卫星的波束。

实际应用中，波束调度模块是加装在相控阵天线和通信基带之间的调度控制模块，波束调度模块分别连接相控阵天线的波束控制器和通信基带的调度控制层，该波束调度模块需要具备时间管理、指令下发、时钟同步等功能。其中，时间管理功能用于根据通信基带接收的系统配置消息管理低轨卫星终端的空闲时隙；指令下发功能用于在空闲时隙分别向相控阵天线的波束控制器和通信基带的调度控制层下发控制指令，以利用卫星终端通信的空闲时隙，虚拟出辅接收天线通道，用于接收邻星或者邻波束的信号，实现单天线双收功能；时钟同步功能用于与基带的调度控制层严格同步调度时间，保障数据传输的正确性。

示例的，图3是本说明书一实施例提供的一种波束调度模块的连接示意图，如图3所示，相控阵天线中包括天线阵面、TR组件、信号调制器、波束控制器、电源、馈电网络等；通信基带的协议栈中包括NAS（Non-Access Stratum，非接入层）、RRC（Radio ResourceControl，无线资源控制层）、SDAP（Service Data Adaptation Protocol，服务数据适配协议层）、PDCP（Packet Data Convergence Protocol，分组数据汇聚协议层）、RLC（RadioLink Control，无线链路控制层）、MAC（Medium Access Control，媒体接入控制层）、PHY（Physical Lay，物理层）等协议层，其中MAC协议层为调度通信基站的控制层，即MAC协议层为通信基带的调度控制层。波束调度模块一端连接相控阵天线中的波束控制器，另一端连接波束控制器的协议栈中的MAC协议层（即调度控制层）。

需要说明的是，波束调度模块可以从通信基带的调度控制层中获取时分资源信息，该时分资源信息可以表示分配给该低轨卫星终端进行卫星通信的时间，也即该低轨卫星终端的通信基带的服务时间，如什么时间需要与当前波束通信，接收通信数据，波束调度模块可以根据该时分资源信息，确定出通信基带的空闲时间，该空闲时间是指通信基带无需提供与当前波束的通信的时间，也即在该空闲时间内，通信基带无需接收当前波束的通信数据，本说明书实施例中可以利用该空闲时间，控制相控阵天线搜索目标波束，并控制通信基带与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

具体实现时，波束调度模块确定出空闲时间后，可以配置空闲时间定时器，在该空闲时间定时器触发后，说明当前到达通信基带的空闲时间，向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，以使相控阵天线和通信基带利用该空闲时间，搜索并尝试与目标波束建立第二链接。

本说明书实施例中波束调度模块可以从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，利用该空闲时间调度相控阵天线，搜索目标波束，配合一个具有时分调制功能的通信基带，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块202，进一步被配置为：

从通信基带中获取星历信息；

根据星历信息，确定是否触发双链接功能；

若触发双链接功能，则从通信基带中获取时分资源信息。

需要说明的是，低轨卫星终端并不是时时需要建立双链接，而是在需要切换至目标波束时，才需要触发开启双链接功能，以实现软切换，将当前波束切换为目标波束。而波束的切换取决于卫星的移动，因而波束调度模块可以从通信基带的调度控制层中获取星历信息，然后根据该星历信息，确定当前是否需要触发双链接功能，若需要触发双链接功能，则开启双链接功能，从通信基带中获取时分资源信息，利用时分空隙，建立双链接，实现单天线双收功能，以进行波束切换。

其中，星历信息可以包括有卫星的轨道信息、位置信息等，根据星历信息可以确定出各个时间卫星所处的位置，从而确定出当前覆盖低轨卫星终端的卫星，并确定出否需要进行波束切换。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块202，进一步被配置为：

获取低轨卫星终端的当前位置；

根据星历信息和低轨卫星终端的当前位置，确定当前覆盖低轨卫星终端的候选卫星；

在候选卫星超过一个的情况下，确定触发双链接功能，从通信基带中获取时分资源信息；

在候选卫星不超过一个的情况下，获取候选卫星的卫星波束覆盖图，根据卫星波束覆盖图确定当前覆盖低轨卫星终端的候选波束，在候选波束超过一个的情况下，确定触发双链接功能，从通信基带中获取时分资源信息。

需要说明的是，除了低轨卫星可以移动之外，低轨卫星终端也可以移动，如安装在汽车、轮船上的终端，因而还可以获取低轨卫星终端的当前位置，结合基于星历信息确定出的低轨卫星的当前位置，确定当前覆盖该低轨卫星终端的候选卫星，在候选卫星超过一个的情况下，说明低轨卫星终端移动到多个卫星共同覆盖区域下，此时可能需要从一个低轨卫星的波束切换为另一个低轨卫星的波束，也即可能发生星间波束切换，因而可以确定需要触发双链接功能，开启双链接功能，然后从通信基带中获取时分资源信息，利用时分空隙，建立双链接，实现单天线双收功能，以进行波束切换。

实际应用中，波束调度模块可以根据低轨卫星终端自身的当前位置与星历等信息计算出有哪几颗卫星覆盖此区域，并由姿态轨迹估测各个卫星覆盖强度，并从中选取一个较好覆盖的卫星，将该卫星的波束作为待切换的目标波束。

另外，卫星要和地球通信，需要有天线，由于距离太远，还需要把天线发出的能量汇聚在一起，就像手电筒或探照灯的光束，光束越窄越集中，探照灯就能照得越远，卫星通信技术也是一样，卫星天线发出的波束射到地面上，卫星终端在波束的范围内，才可以和卫星进行通信。一个卫星可以提供多个波束，多个波束照在地面上的覆盖范围可以预先配置，也即卫星波束覆盖图，该卫星波束覆盖图用于指示卫星的各个波束在地面的覆盖范围。

因而，实际应用中，若候选卫星未超过一个，则说明低轨卫星终端当前在一个卫星的覆盖区域下，此时低轨卫星终端可以进一步获取该候选卫星预先配置的卫星波束覆盖图，根据该卫星波束覆盖图和低轨卫星终端当前所处的位置，确定前覆盖低轨卫星终端的候选波束，若候选波束超过一个，则说明可能需要从该候选卫星的一个波束切换为另一个波束，也即可能发生星内波束切换，因而此时可以确定需要触发双链接功能，开启双链接功能，然后从通信基带中获取时分资源信息，利用时分空隙，建立双链接，实现单天线双收功能，以进行波束切换。

本说明书实施例中，不仅考虑了低轨卫星的移动，还考虑了低轨卫星终端的移动，适用于终端固定和终端移动的多种不同场景，提高了灵活性。并且，本说明书实施例提供的卫星波束切换系统同时考虑了星间波束切换和星内波束切换，提高了卫星波束切换系统适用性。

本实施例一个可选的实施方式中，

波束调度模块202，进一步被配置为配置虚拟天线端口，根据虚拟天线端口生成第二控制指令，将第二控制指令发送给通信基带；

通信基带206，进一步被配置为响应于第二控制指令，开启虚拟天线端口对应的虚拟通道，通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号。

需要说明的是，通信基带可以通过对应的端口接收当前波束的通信数据，因而为了使通信基带可以接收目标波束的搜索信息，波束调度模块可以为目标波束配置虚拟天线端口，将该虚拟天线端口携带在第二控制指令中发送给通信基带，使得通信基带可以开启虚拟天线端口对应的虚拟通道，通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号，该搜索信息即为相控阵天线搜索目标波束时，目标波束传输的信息，该搜索信号并不是实际的通信内容，仅为低轨卫星终端尝试与目标波束建立第二链接时，接收到的测试信号。

示例的，通信基带的端口1对应的通道为第一链接，通过端口1接收到的数据为与当前波束的实际通信内容，假设波束调度模块配置的虚拟天线端口为端口2，那么通信基带可以开启端口2对应的虚拟通道，后续可以通过端口2接收相控阵天线搜索目标波束时发送的搜索信号，也即端口2接收到的数据为与目标波束的测试信号。

本说明书实施例中，可以在单相控阵天线的基础上，虚拟一个天线，也即相控阵天线在与当前波束通信时，充当实际的第一天线，而相控阵天线在空闲时间搜索目标波束时，作为虚拟的第二天线，从而通过低轨卫星终端上设置的一个相控阵天线，实现两个天线的功能，即利用时域上的空闲时隙，实现单天线双收功能。

本实施例一个可选的实施方式中，

波束调度模块，进一步被配置为确定目标波束的扫描范围，根据扫描范围生成第一控制指令，将第一控制指令发送给相控阵天线；

相控阵天线，进一步被配置为响应于第一控制指令，在空闲时间根据扫描范围调整天线指向，搜索目标波束，向通信基带发送目标波束的搜索信号。

具体实现时，可以利用目标波束对应的卫星旋转角度和斜视角度，通过简单的几何关系，最终确定目标波束的中心和地球的交点，从而确定目标波束在地面的扫描范围。

需要说明的是，由于当前波束和目标波束下相控阵天线的天线指向不同，因而波束调度模块可以确定目标波束的扫描范围，将该扫描范围携带在第一控制指令中发送给相控阵天线，使得相控阵天线可以在空闲时间根据扫描范围调整天线指向，即调整相控阵天线的阵面，使其位于该扫描范围内，从而搜索目标波束，相控阵天线在搜索目标波束时，可以将获得的搜索信号（即测试信息）通过虚拟天线端口对应的虚拟通道传输给通信基带。

实际应用中，由于第一控制指令为波束调度模块在空闲时间发送，因而相控阵天线接收到第一控制指令时，即为通信基带的空闲时间，因而相控阵天线中的波束控制器可以控制天线阵面，将其调整为目标波束的扫描范围，以在该空闲时间内搜索目标波束。

另外，相控阵天线需要在空闲时间持续地进行目标波束跟踪，直至捕获目标波束，而相控阵天线在非空闲时间还需要服务低轨卫星终端和当前波束之间的通信，因而相控阵天线也需要监控时间，在空闲时间结束后，复位天线指向，与当前波束继续通信。具体的，波束调度模块可以将空闲时间也携带在第一控制指令中发送给相控阵天线，相控阵天线配置空闲时间定时器，在定时结束后，复位天线指向，在下一次达到空闲时间或者再次接收到第一控制指令时，再调整天线阵面处于目标波束的扫描范围，以此类推，在空闲时间不断进行目标波束跟踪，直至捕获目标波束，将当前波束切换为目标波束。

或者，实际应用中，还可以由波束调度模块控制时间，波束调度模块中配置有空闲时间定时器，每达到一个空闲时间的起始点，则向相控阵天线发送调整控制指令，控制相控阵天线根据扫描范围调整天线指向，搜索目标波束，向通信基带发送目标波束的搜索信号；每到达一个空闲时间的结束点，则向相控阵天线发送复位控制指令，控制相控阵天线复位天线指向，与当前波束通信。

本说明书实施例中，相控阵天线可以在空闲时间，调整天线指向目标波束的扫描范围，以搜索目标波束，向通信基带发送目标波束的搜索信号，从而在空闲时间充当虚拟的辅接收天线，开启时隙重分配并在不影响正常通信的前提下开始试探性双链接，在特殊时隙内改变天线指向与开启辅信号接收，利用时域上的空闲时隙，实现单天线双收功能。

本实施例一个可选的实施方式中，通信基带206，进一步被配置为：

确定接收到的搜索信号的信号参数是否满足切换门限；

若满足切换门限，则从第一链接切换为第二链接，通过第二链接接收目标波束的通信数据。

需要说明的是，相控阵天线可以在空闲时间搜索目标波束，将探测到的搜索信号发送给通信基带的虚拟天线端口对应的虚拟通道，通信基带可以基于接收到的搜索信号的信号参数，确定虚拟通道当前是否可以稳定接收到目标波束的信号，即接收到的搜索信号的信号参数是否满足切换门限，若满足，则说明虚拟通道当前可以稳定接收到目标波束的信号，也即第二链接可以稳定接收目标波束的信号，此时可以从第一链接切换为第二链接，后续可以通过第二链接接收目标波束的通信数据。若不满足切换门限，则继续返回通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号，直至满足切换门限，说明第二链接可以稳定接收信号。

其中，该切换门限可以是指衡量第二链接的通信质量的条件，如第二链接与第一链接接收数据的功率差大于设定阈值、第二链接的信噪比高于第一链接和/或第二链接的质量参数高于第一链接等，在第二链接达到切换门限的情况下，说明第二链接足够稳定，可以通过第二链接与目标波束通信，双链接建立完成。

本说明书实施例中，在探测到低轨卫星终端与目标波束之间的第二链接可以稳定接收信号时，可以从第一链接切换为第二链接，后续可以通过第二链接接收目标波束的通信数据，实现波束切换，从而实现连续通信。也即是说，相控阵天线开启目标波束捕获与跟踪，并且通信基带可以一直在虚拟天线端口对应的虚拟通道接收测试信号，直至通信基带信号捕获与锁定，最后通信转移到目标波束，此时前向双链接建立完成。

本实施例一个可选的实施方式中，通信基带206，进一步被配置为：

基于第二链接建立前反向业务承载；

在业务承载建立完成的情况下，断开第一链接。

需要说明的是，第二链接可以稳定接收目标波束的信号，从第一链接切换为第二链接后，说明低轨卫星终端已经与目标波束完成了前向载波同步和监听，也即低轨卫星终端和目标波束之间的通道已经打通，低轨卫星终端的通信基带可以快速的与目标波束建立起前反向业务承载，业务承载建立完成的情况下，即说明可以通过低轨卫星终端和目标波束之间的第二链接实现通信，完成波束切换。

另外，由于此时低轨卫星终端可以通过第一链接实现与目标波束通信，无需再与当前波束通信，因而此时还可以断开低轨卫星终端和当前波束之间的第一链接。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块202，进一步被配置为：

从通信基带的调度控制层获取当前时间；

确定当前时间是否到达空闲时间，若是，则向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令。

需要说明的是，波束调度模块在获取到通信基带的时分资源信息后，需要确定通信基带的空闲时间，在空闲时间控制相控阵天线和通信基带，搜索目标波束，单阵面分时双接收。实际应用中，波束调度模块确定出空闲时间后，还需要确定当前是否达到该空闲时间，从而确定是否触发相应的控制指令，因而波束调度模块可以从通信基带的调度控制层获取当前时间，根据当前时间和时分资源信息，确定是否触发控制，若当前时间到达空闲时间，则向相控阵天线204发送第一控制指令，并向通信基带206发送第二控制指令。

本说明书实施例中，可以从通信基带的调度控制层获取当前时间，与通信基带的调度控制层同步调度时间，保障了时钟同步，进而保障了数据传输的正确性。另外，除了与通信基带的调度控制层同步调度时间外，还可以将获得的当前时间同步给相控阵天线，使其同步。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块202设置有备用时间同步接口；波束调度模块202，进一步被配置为：

确定从通信基带的调度控制层获取的当前时间是否准确；

在当前时间不准确的情况下，从备用时间同步接口获取当前时间。

需要说明的是，由于本说明书实施例是利用空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，将相控阵天线虚拟为第二天线，实现单天线双收功能，获取到的当前时间准确是必要基础，因而波束调度模块从通信基带的调度控制层获取当前时间后，还可以对当前时间进行测试，观察是否出现抖动，若出现抖动，则可以认为从通信基带的调度控制层获取到的当前时间不准确，波束调度模块可以额外设置一个备用时间同步接口，波束调度模块在确定出当前时间不准确的情况下，通过该备用时间同步接口直接从低轨卫星终端的时间模块获取当前时间，保证时间的准确性，从而保证了空闲时间的准确性，确定在空闲时间进行目标搜索，并尝试建立第二链接，避免对当前波束的通信产生影响。

本说明书实施例提供的卫星波束切换系统，可以在单阵面相控阵天线和具有时分功能的通信基带之间加装波束调度模块，波束调度模块可以从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，以调度相控阵天线，搜索目标波束，并控制通信基带虚拟出辅接收天线通道，接收目标波束的搜索信号。如此，通过在相控阵天线和通信基带之间加装波束调度模块，配合具有时分调制功能的通信基带，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，通过单收单发天线实现软切换，将低轨卫星终端从体积与重量上缩减50%，更适应小型化天线的应用需求，组件更少，可靠性、稳定性更高。

另外，本说明书实施例提供的利用空闲时隙虚拟辅天线通道的方案可以适配TDMA（Time Division Multiple Access，时分多址）、MF-TDMA（MultiFrequency Time DivisionMultiple Access，多频时分多址）、OFDM（Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，正交频分复用技术）等多种具备时分功能的通信技术，灵活性和兼容性较好。

图4示出了根据本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换方法的流程图，如图4所示，应用于卫星波束切换系统，该卫星波束切换系统包括波束调度模块、相控阵天线和通信基带，波束调度模块位于相控阵天线和通信基带之间，以调度、控制控阵天线和通信基带，该方法具体包括如下步骤：

步骤402：波束调度模块从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块分别连接相控阵天线的波束控制器和通信基带的调度控制层，波束调度模块在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，包括：

确定当前时间是否到达空闲时间，若是，则向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块设置有备用时间同步接口；波束调度模块从通信基带的调度控制层获取当前时间之后，还包括：

确定从通信基带的调度控制层获取的当前时间是否准确；

在当前时间不准确的情况下，从备用时间同步接口获取当前时间。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块从通信基带中获取时分资源信息之前，还包括：

从通信基带中获取星历信息；

根据星历信息，确定是否触发双链接功能；

若触发双链接功能，则从通信基带中获取时分资源信息。

本实施例一个可选的实施方式中，根据星历信息，确定是否触发双链接功能，包括：

获取低轨卫星终端的当前位置；

根据星历信息和低轨卫星终端的当前位置，确定当前覆盖低轨卫星终端的候选卫星；

在候选卫星超过一个的情况下，确定触发双链接功能，从通信基带中获取时分资源信息。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块在空闲时间向通信基带发送第二控制指令，包括：

波束调度模块配置虚拟天线端口，根据虚拟天线端口生成第二控制指令，将第二控制指令发送给通信基带。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，包括：

确定目标波束的扫描范围，根据扫描范围生成第一控制指令，将第一控制指令发送给相控阵天线。

步骤404：相控阵天线响应于第一控制指令，在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号。

本实施例一个可选的实施方式中，相控阵天线响应于第一控制指令，在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号，包括：

响应于第一控制指令，在空闲时间根据扫描范围调整天线指向，搜索目标波束，向通信基带发送目标波束的搜索信号。

步骤406：通信基带响应于第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

本实施例一个可选的实施方式中，通信基带响应于第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号，包括：

响应于第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，开启虚拟天线端口对应的虚拟通道；

在空闲时间通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号。

本实施例一个可选的实施方式中，通信基带在空闲时间通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号之后，还包括：

确定接收到的搜索信号的信号参数是否满足切换门限；

若满足切换门限，则从第一链接切换为第二链接，通过第二链接接收目标波束的通信数据。

本实施例一个可选的实施方式中，通信基带在从第一链接切换为第二链接，通过第二链接接收目标波束的通信数据之后，还包括：

基于第二链接建立前反向业务承载；

在业务承载建立完成的情况下，断开第一链接。

本说明书实施例提供的卫星波束切换方法，波束调度模块可以从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，以调度相控阵天线，搜索目标波束，并控制通信基带虚拟出辅接收天线通道，接收目标波束的搜索信号。如此，通过在相控阵天线和通信基带之间加装波束调度模块，配合具有时分调制功能的通信基带，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，通过单收单发天线实现软切换，将低轨卫星终端从体积与重量上缩减50%，更适应小型化天线的应用需求，组件更少，可靠性、稳定性更高。

上述为本实施例的一种卫星波束切换方法的示意性方案。需要说明的是，该卫星波束切换方法的技术方案与上述的卫星波束切换系统的技术方案属于同一构思，卫星波束切换方法的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述卫星波束切换系统的技术方案的描述。

图5示出了根据本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换过程的交互示意图，如图5所示，卫星波束切换系统包括波束调度模块、相控阵天线和通信基带，波束调度模块位于相控阵天线和通信基带之间。

波束调度模块通过星历计算触发双链接，开启前向双链接功能，并确定目标波束的扫描范围，之后波束调度模块向通信基带发送获取请求，通信基带基于该获取请求向波束调度模块返回时分资源信息，波束调度模块获取到时分资源信息后，计算时域空闲时间，并配置空闲时间定时器。

波束调度模块配置虚拟天线端口，根据虚拟天线端口生成第二控制指令，将第二控制指令发送给通信基带，通信基带响应于第二控制指令，开启虚拟天线端口对应的虚拟通道，接收相控阵天线发送的搜索信号。

波束调度模块根据目标波束的扫描范围生成第一控制指令，将第一控制指令发送给相控阵天线，相控阵天线响应于第一控制指令，在空闲时间根据扫描范围调整天线指向，搜索目标波束，向通信基带发送目标波束的搜索信号。

通信基带确定接收到的搜索信号的信号参数是否满足切换门限，若满足切换门限，则从第一链接切换为第二链接，通过第二链接接收目标波束的通信数据；若不满足切换门限，则继续返回通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号，直至满足切换门限。

并且，相控阵天线在空闲时间持续进行目标波束跟踪，直至捕获目标波束，通过第二链接获取目标波束的通信数据，发送给通信基带，通信基带进行目标波束的通信数据的接收和解调，基于该第二链接实现通信，双链接完成。之后，通信基带可以基于第二链接建立前反向业务承载，在业务承载建立完成的情况下，断开第一链接。

本说明书实施例提供的卫星波束切换过程，波束调度模块可以从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，以调度相控阵天线，搜索目标波束，并控制通信基带虚拟出辅接收天线通道，接收目标波束的搜索信号。如此，通过在相控阵天线和通信基带之间加装波束调度模块，配合具有时分调制功能的通信基带，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，通过单收单发天线实现软切换，将低轨卫星终端从体积与重量上缩减50%，更适应小型化天线的应用需求，组件更少，可靠性、稳定性更高。

图6示出了根据本说明书一实施例提供的另一种卫星波束切换方法的流程图，如图6所示，应用于卫星波束切换系统中的波束调度模块，该卫星波束切换系统还包括相控阵天线和通信基带，波束调度模块位于相控阵天线和通信基带之间，以调度、控制控阵天线和通信基带，该方法具体包括如下步骤：

步骤602：从通信基带中获取时分资源信息。

本实施例一个可选的实施方式中，从通信基带中获取时分资源信息之前，还包括：

从通信基带中获取星历信息；

根据星历信息，确定是否触发双链接功能；

若触发双链接功能，则从通信基带中获取时分资源信息。

本实施例一个可选的实施方式中，根据星历信息，确定是否触发双链接功能，包括：

获取低轨卫星终端的当前位置；

根据星历信息和低轨卫星终端的当前位置，确定当前覆盖低轨卫星终端的候选卫星；

在候选卫星超过一个的情况下，确定触发双链接功能，从通信基带中获取时分资源信息。

步骤604：根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令。

其中，第一控制指令用于指示相控阵天线在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号；第二控制指令用于指示通信基带在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

本实施例一个可选的实施方式中，波束调度模块分别连接相控阵天线的波束控制器和通信基带的调度控制层，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，包括：

从通信基带的调度控制层获取当前时间；

确定当前时间是否到达空闲时间，若是，则向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令。

本实施例一个可选的实施方式中，从通信基带的调度控制层获取当前时间之后，还包括：

确定从通信基带的调度控制层获取的当前时间是否准确；

在当前时间不准确的情况下，从备用时间同步接口获取当前时间。

本实施例一个可选的实施方式中，向通信基带发送第二控制指令，包括：

配置虚拟天线端口，根据虚拟天线端口生成第二控制指令，将第二控制指令发送给通信基带，其中，第二控制指令用于指示通信基带开启虚拟天线端口对应的虚拟通道，通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号。

本实施例一个可选的实施方式中，向相控阵天线发送第一控制指令，包括：

确定目标波束的扫描范围，根据扫描范围生成第一控制指令，将第一控制指令发送给相控阵天线，其中，第一控制指令用于指示相控阵天线在空闲时间根据扫描范围调整天线指向，搜索目标波束，向通信基带发送目标波束的搜索信号。

本说明书实施例提供的卫星波束切换方法，波束调度模块可以从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，以调度相控阵天线，搜索目标波束，并控制通信基带虚拟出辅接收天线通道，接收目标波束的搜索信号。如此，通过在相控阵天线和通信基带之间加装波束调度模块，配合具有时分调制功能的通信基带，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，通过单收单发天线实现软切换，将低轨卫星终端从体积与重量上缩减50%，更适应小型化天线的应用需求，组件更少，可靠性、稳定性更高。

上述为本实施例的一种卫星波束切换方法的示意性方案。需要说明的是，该卫星波束切换方法的技术方案与上述的卫星波束切换系统的技术方案属于同一构思，卫星波束切换方法的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述卫星波束切换系统的技术方案的描述。

与上述方法实施例相对应，本说明书还提供了卫星波束切换系统中的波束调度模块实施例，图7示出了本说明书一实施例提供的一种卫星波束切换系统中的波束调度模块的结构示意图。如图7所示，波束调度模块包括：

获取单元702，被配置为从通信基带中获取时分资源信息；

发送单元704，被配置为根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令；

其中，第一控制指令用于指示相控阵天线在空闲时间搜索目标波束，向通信基带发送搜索信号；第二控制指令用于指示通信基带在与当前波束保持第一链接的基础上，与目标波束建立第二链接，在空闲时间通过第二链接接收相控阵天线发送的搜索信号。

可选地，该波束调度模块还包括触发单元，被配置为：

从通信基带中获取星历信息；

根据星历信息，确定是否触发双链接功能；

若触发双链接功能，则从通信基带中获取时分资源信息。

可选地，该触发单元进一步被配置为：

获取低轨卫星终端的当前位置；

根据星历信息和低轨卫星终端的当前位置，确定当前覆盖低轨卫星终端的候选卫星；

在候选卫星超过一个的情况下，确定触发双链接功能，从通信基带中获取时分资源信息。

可选地，波束调度模块分别连接相控阵天线的波束控制器和通信基带的调度控制层；发送单元704，进一步被配置为：

从通信基带的调度控制层获取当前时间；

确定当前时间是否到达空闲时间，若是，则向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令。

可选地，发送单元704，进一步被配置为：

确定从通信基带的调度控制层获取的当前时间是否准确；

在当前时间不准确的情况下，从备用时间同步接口获取当前时间。

可选地，发送单元704，进一步被配置为：

配置虚拟天线端口，根据虚拟天线端口生成第二控制指令，将第二控制指令发送给通信基带，其中，第二控制指令用于指示通信基带开启虚拟天线端口对应的虚拟通道，通过虚拟通道接收相控阵天线发送的搜索信号。

可选地，发送单元704，进一步被配置为：

确定目标波束的扫描范围，根据扫描范围生成第一控制指令，将第一控制指令发送给相控阵天线，其中，第一控制指令用于指示相控阵天线在空闲时间根据扫描范围调整天线指向，搜索目标波束，向通信基带发送目标波束的搜索信号。

本说明书实施例提供的波束调度模块，可以从通信基带中获取时分资源信息，根据时分资源信息确定通信基带的空闲时间，在空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向通信基带发送第二控制指令，以调度相控阵天线，搜索目标波束，并控制通信基带虚拟出辅接收天线通道，接收目标波束的搜索信号。如此，通过在相控阵天线和通信基带之间加装波束调度模块，配合具有时分调制功能的通信基带，利用卫星终端通信的空闲时隙，分时调度单相控阵阵面的相控阵天线，虚拟出辅接收天线通道，实现单天线双收功能，来解决低轨卫星星座连续通信的问题，利用单阵面相控阵天线实现了前向链路双链接，通过单收单发天线实现软切换，将低轨卫星终端从体积与重量上缩减50%，更适应小型化天线的应用需求，组件更少，可靠性、稳定性更高。

上述为本实施例的一种波束调度模块的示意性方案。需要说明的是，该波束调度模块的技术方案与上述的卫星波束切换系统的技术方案属于同一构思，波束调度模块的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述卫星波束切换系统的技术方案的描述。

图8示出了根据本说明书一实施例提供的一种计算设备的结构框图。该计算设备800的部件包括但不限于存储器810和处理器820。处理器820与存储器810通过总线830相连接，数据库850用于保存数据。

计算设备800还包括接入设备840，接入设备840使得计算设备800能够经由一个或多个网络860通信。这些网络的示例包括公用交换电话网（PSTN，Public SwitchedTelephone Network）、局域网（LAN，Local Area Network）、广域网（WAN，Wide AreaNetwork）、个域网（PAN，Personal Area Network）或诸如因特网的通信网络的组合。接入设备840可以包括有线或无线的任何类型的网络接口（例如，网络接口卡（NIC，NetworkInterface Controller））中的一个或多个，诸如IEEE802.11无线局域网（WLAN，WirelessLocal Area Networks）无线接口、全球微波互联接入（Wi-MAX，WorldwideInteroperability for Microwave Access）接口、以太网接口、通用串行总线（USB，Universal Serial Bus）接口、蜂窝网络接口、蓝牙接口、近场通信（NFC，Near FieldCommunication）接口，等等。

在本说明书的一个实施例中，计算设备800的上述部件以及图8中未示出的其他部件也可以彼此相连接，例如通过总线。应当理解，图8所示的计算设备结构框图仅仅是出于示例的目的，而不是对本说明书范围的限制。本领域技术人员可以根据需要，增添或替换其他部件。

计算设备800可以是任何类型的静止或移动计算设备，包括移动计算机或移动计算设备（例如，平板计算机、个人数字助理、膝上型计算机、笔记本计算机、上网本等）、移动电话（例如，智能手机）、可佩戴的计算设备（例如，智能手表、智能眼镜等）或其他类型的移动设备，或者诸如台式计算机或PC的静止计算设备。计算设备800还可以是移动式或静止式的服务器。

其中，处理器820用于执行如下计算机可执行指令，以实现上述的卫星波束切换方法的步骤。

上述为本实施例的一种计算设备的示意性方案。需要说明的是，该计算设备的技术方案与上述的卫星波束切换系统的技术方案属于同一构思，计算设备的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述卫星波束切换系统的技术方案的描述。

本说明书一实施例还提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，该指令被处理器执行时以用于实现上述的卫星波束切换方法的步骤。

上述为本实施例的一种计算机可读存储介质的示意性方案。需要说明的是，该存储介质的技术方案与上述的卫星波束切换系统的技术方案属于同一构思，存储介质的技术方案未详细描述的细节内容，均可以参见上述卫星波束切换系统的技术方案的描述。

上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

计算机指令包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简便描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本说明书并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本说明书，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本说明书所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

以上公开的本说明书优选实施例只是用于帮助阐述本说明书。可选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本说明书的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本说明书。本说明书仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (13)

1.一种卫星波束切换系统，其特征在于，所述系统包括波束调度模块、相控阵天线和通信基带；

所述波束调度模块，被配置为从所述通信基带中获取时分资源信息，根据所述时分资源信息确定所述通信基带的空闲时间，在所述空闲时间向所述相控阵天线发送第一控制指令，并向所述通信基带发送第二控制指令；

所述相控阵天线，被配置为响应于所述第一控制指令，在所述空闲时间搜索目标波束，向所述通信基带发送搜索信号；

所述通信基带，被配置为响应于所述第二控制指令，在与当前波束保持第一链接的基础上，与所述目标波束建立第二链接，在所述空闲时间通过所述第二链接接收所述相控阵天线发送的搜索信号。

2.根据权利要求1所述的卫星波束切换系统，其特征在于，所述波束调度模块，进一步被配置为：

从所述通信基带中获取星历信息；

根据所述星历信息，确定是否触发双链接功能；

若触发所述双链接功能，则从所述通信基带中获取时分资源信息。

3.根据权利要求2所述的卫星波束切换系统，其特征在于，所述波束调度模块，进一步被配置为：

获取低轨卫星终端的当前位置；

根据所述星历信息和所述低轨卫星终端的当前位置，确定当前覆盖所述低轨卫星终端的候选卫星；

在所述候选卫星超过一个的情况下，确定触发双链接功能，从所述通信基带中获取时分资源信息；

在所述候选卫星未超过一个的情况下，获取所述候选卫星的卫星波束覆盖图，根据所述卫星波束覆盖图确定当前覆盖所述低轨卫星终端的候选波束，在所述候选波束超过一个的情况下，确定触发双链接功能，从所述通信基带中获取时分资源信息。

4.根据权利要求1所述的卫星波束切换系统，其特征在于，

所述波束调度模块，进一步被配置为配置虚拟天线端口，根据所述虚拟天线端口生成所述第二控制指令，将所述第二控制指令发送给所述通信基带；

所述通信基带，进一步被配置为响应于所述第二控制指令，开启所述虚拟天线端口对应的虚拟通道，通过所述虚拟通道接收所述相控阵天线发送的搜索信号。

5.根据权利要求1所述的卫星波束切换系统，其特征在于，

所述波束调度模块，进一步被配置为确定所述目标波束的扫描范围，根据所述扫描范围生成所述第一控制指令，将所述第一控制指令发送给所述相控阵天线；

所述相控阵天线，进一步被配置为响应于所述第一控制指令，在所述空闲时间根据所述扫描范围调整天线指向，搜索所述目标波束，向所述通信基带发送所述目标波束的搜索信号。

6.根据权利要求5所述的卫星波束切换系统，其特征在于，所述通信基带，进一步被配置为：

确定接收到的搜索信号的信号参数是否满足切换门限；

若满足所述切换门限，则从所述第一链接切换为所述第二链接，通过所述第二链接接收目标波束的通信数据。

7.根据权利要求6所述的卫星波束切换系统，其特征在于，所述通信基带，进一步被配置为：

基于所述第二链接建立前反向业务承载；

在所述业务承载建立完成的情况下，断开所述第一链接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的卫星波束切换系统，其特征在于，所述波束调度模块，进一步被配置为：

从所述通信基带的调度控制层获取当前时间；

确定所述当前时间是否到达所述空闲时间，若是，则向所述相控阵天线发送第一控制指令，并向所述通信基带发送第二控制指令。

9.根据权利要求8所述的卫星波束切换系统，其特征在于，所述波束调度模块设置有备用时间同步接口；所述波束调度模块，进一步被配置为：

确定从所述通信基带的调度控制层获取的当前时间是否准确；

在所述当前时间不准确的情况下，从所述备用时间同步接口获取当前时间。

10.一种卫星波束切换方法，其特征在于，应用于卫星波束切换系统中的波束调度模块，所述卫星波束切换系统还包括有相控阵天线和通信基带，所述方法包括：

从所述通信基带中获取时分资源信息；

根据所述时分资源信息确定所述通信基带的空闲时间，在所述空闲时间向所述相控阵天线发送第一控制指令，并向所述通信基带发送第二控制指令；

其中，所述第一控制指令用于指示所述相控阵天线在所述空闲时间搜索目标波束，向所述通信基带发送搜索信号；所述第二控制指令用于指示所述通信基带在与当前波束保持第一链接的基础上，与所述目标波束建立第二链接，在所述空闲时间通过所述第二链接接收所述相控阵天线发送的搜索信号。

11.一种卫星波束切换系统中的波束调度模块，其特征在于，包括：

获取单元，被配置为从通信基带中获取时分资源信息；

发送单元，被配置为根据所述时分资源信息确定所述通信基带的空闲时间，在所述空闲时间向相控阵天线发送第一控制指令，并向所述通信基带发送第二控制指令；

其中，所述第一控制指令用于指示所述相控阵天线在所述空闲时间搜索目标波束，向所述通信基带发送搜索信号；所述第二控制指令用于指示所述通信基带在与当前波束保持第一链接的基础上，与所述目标波束建立第二链接，在所述空闲时间通过所述第二链接接收所述相控阵天线发送的搜索信号。

12.一种计算设备，包括：

存储器和处理器；

所述存储器用于存储计算机可执行指令，所述处理器用于执行所述计算机可执行指令，以实现上述权利要求10所述的卫星波束切换方法的步骤。

13.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机指令，该指令被处理器执行时实现上述权利要求10所述的卫星波束切换方法的步骤。

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