CN116260504A - 一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种支持多波束的子带铰链关系配置方法，用于解决现有网络端到端通信实现复杂、时延大的问题。通过波位间的收发子带铰链关系配置，实现波位与邻波位之间的收发资源配置，使得任意相邻的两个波束都有子带进行铰链，从而使得任意一个波束下的终端都可以通过单跳转发与临近波束的终端进行互联通信。在此基础上，终端可以实现地面转发功能，从而通过地面多跳实现与较远波束下终端的互联通信。

Description

一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法

技术领域

本发明涉及卫星通信领域，具体涉及一种利用数字透明处理技术进行波术间子带铰链的配置方法。通过该方法以及终端转发技术可实现卫星网络内所有终端的互联互通。

背景技术

现有的多波束高通量卫星的波束间铰链多指馈电波束与用户波束的铰链关系，即馈电上行与用户下行铰链、用户上行与馈电下行铰链。而用户波束与用户波束的铰链关系需要利用馈电波束在关口站完成铰链关系。在此背景下，如果要实现任意卫星波束与任意卫星波束的铰链关系，需要构建以关口站为中心的星状网络。这种网络端到端进行通信往往要经过“双跳”才能实现，弊端是网络构建复杂，时延相对较大。

数字透明处理技术是我国下一代高通量卫星的一种重要技术特征。借助这种技术，多载波的高通量卫星可轻松实现波束间任意子带的铰链关系。

数字透明(Digital Transparent)处理技术最早由美军在其“宽带全球卫星通信”(WGS)卫星上采用，随后也应用于法、日、以等国的个别军用/政府民用卫星上，是一种具有星上处理能力的半透明转发技术，使用该技术的转发器也叫半再生式转发器。此类转发器一般由分路器/合路器、微波交换矩阵和星载交换控制器三部分组成，分路器对每个接收信号执行数字信道化处理，星载交换控制器根据来自地面网络控制中心的指令，对交换矩阵进行设置，实现信道之间的自由交换。网络控制中心根据地面站用户的请求情况，为每个用户分配带宽和信道资源，同时配置星载交换控制器，完成信号交换。该技术兼具传统透明转发器和再生式转发器的优点，既具有灵活可靠的特点，又可以支持较小粒度的交换(子带交换)，还规避了物理层信号体制的约束，增加了系统容量，满足可变带宽业务、网络拓扑灵活调整的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种支持多波束的子带铰链关系配置方法，使得任意相邻的两个波束都有子带进行铰链，从而使得任意一个波束下的终端都可以通过单跳转发与临近波束的终端进行互联通信。在此基础上，终端可以实现地面转发功能，从而通过地面多跳实现与较远波束下终端的互联通信。

具体技术方案如下：

一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法，通过波位间的收发子带铰链关系配置，实现波位与邻波位之间的收发资源配置，使位于波位地理位置的终端通过DTP单跳转发与位于相邻波位地理位置的终端直接通信。

进一步的，波位间的收发子带铰链关系配置具体包括，每个波位拥有N个接收子带和K个发射子带，N>7，K>7，每个波位拥有6个相邻的波位，其中每个波位中的6个接收子带和6个发射子带均与相邻的6个波位建立铰链关系。

进一步的，i号波位的6个接收子带分别与每个相邻波位中的一个发射子带一一映射铰链；每个相邻波位中的一个接收子带分别与i号波位的一个发射子带一一映射铰链，i为多波束卫星下的任意波位。

进一步的，对于位于本卫星多波束覆盖边缘地区的波位不能与非本卫星多波束覆盖地区波位配置铰链关系。

进一步的，一个波位可以配置一个内部接收子带铰链到发射子带实现本地转发。

进一步的，其特征同样适用于其他多波束波位排布情况属于网格状分布的、以任意个数波位为一簇的多波束卫星。

有益效果

1)本发明利用数字透明处理技术波束间子带铰链关系可定义的特点，使得波束内的终端可通过带有与目的波束具有子带铰链关系的子带实现组网通信，实现了与邻波束终端的“一跳”通信。

2)在“一跳”通信的基础上，终端可以实现地面转发功能，从而通过地面“多跳”实现与较远波束下终端的互联通信。

3)本方法实现简单，响应快速，时延低。

附图说明

图1、接收子带和发射子带铰链关系示意图；

图2、波位簇结构示意图；

图3、本发明所述波束间子带铰链配置方法示意图；

图4、多波束高通量卫星下的多波位示意图；

图5、与较远波位下终端的互联通信示意图。

具体实施方式

DTP载荷具有若干个收发端口，每个端口具有若干个收发子带分别从属于多个收发波束。如图1所示，接收波束R具有接收子带{n,n+1,…,N}，发射波束S具有发射子带{k,k+1,…,K}，接收波束R中的接收子带和发射波束S中的发射子带存在可配置的铰链关系，假设接收波束R与发射波束S的子带铰链关系如图1所示。通过这种铰链关系可以从接收端口的接收子带{n,n+1,…,N}一一映射转发至发射端口的发射子带{k,k+1,…,K}。

一般情况下，高通量卫星的发射波束与接收波束的覆盖地理位置严格相关，我们把收发波束覆盖的地理位置称作“波位”。多波束高通量卫星可以有m个波位，其中，任意一个波位都可以与该波位周边的6个波位组成一簇，如图2所示，第i个波位与周边的{i+1，i+2,…,i+6}号波位按照蜂窝结构排列组成一簇。

假设每个波位都拥有N(N>7)个接收子带和K(K>7)个发射子带，其中的7个接收子带{n,n+1,n+2,…,n+6}和7个发射子带{k,k+1,k+2,…,k+6}均可用于建立铰链关系。i号波位与周边{i+1，i+2,…,i+6}号波位发生铰链关系的配置方法如图3所示。

如图3所示，i号波位除使用一个内部接收子带n铰链到发射子带k实现本地转发外，使用6个接收子带{n+1,n+2,…,n+6}和6个发射子带{k+1,k+2,…,k+6}与周边{i+1，i+2,…,i+6}号波位的接收子带和发射子带一一映射铰链。其中，i号波位接收子带{n+1,n+2,…,n+6}与{i+1，i+2,…,i+6}号波位分别所属的发射子带{{k+1},{k+2},…{k+6}}一一映射铰链；{i+1，i+2,…,i+6}号波位分别所属的接收子带{{n+1},{n+2},…{n+6}}与i号波位发射子带{k+1,k+2,…,k+6}一一映射铰链。这样就构成了i号波位与{i+1，i+2,…,i+6}号波位都发生铰链关系。

经过这种铰链关系的配置，可实现i号波位与周边任意相邻波位的铰链关系。值得说明的是，这里i号波位可以是多波束高通量卫星下m个波位的任意波位，它可以与其相邻的波位实现铰链关系。效果示意图如图4所示。

同理，上述{i+1，i+2,…,i+6}号波位或其他波位也可作为上述i号波位让其接收子带与周边波位的发射子带发生铰链关系。

以此类推到卫星其他所有波位，这样每个波位使用7份子带资源便可以实现与邻波位的互相铰链关系。需要特别说明的是，多波束卫星的波束个数是有限的，对于位于本卫星多波束覆盖边缘地区的波位不能与非本卫星多波束覆盖地区波位配置铰链关系。

在此基础上如果终端实现中继转发功能，可实现与较远波位下终端的互联通信。示意图如图5所示。

上图说明的是一种利用本发明子带铰链配置方法，从而增加通信距离，扩大覆盖区域的应用场景。

Claims (6)

1.一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法，其特征在于：通过波位间的收发子带铰链关系配置，实现波位与邻波位之间的收发资源配置，使位于波位地理位置的终端通过DTP单跳转发与位于邻波位地理位置的终端直接通信。

2.根据权利要求1所述的一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法，其特征在于：波位间的收发子带铰链关系配置具体包括，每个波位拥有N个接收子带和K个发射子带，N>7，K>7，每个波位拥有6个相邻的波位，其中每个波位中的6个接收子带和6个发射子带均与相邻的6个波位建立铰链关系。

3.根据权利要求2所述的一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法，其特征在于：i号波位的6个接收子带分别与每个相邻波位中的一个发射子带一一映射铰链；每个相邻波位中的一个接收子带分别与i号波位的一个发射子带一一映射铰链，i为多波束卫星下的任意波位。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法，其特征在于：对于位于本卫星多波束覆盖边缘地区的波位不能与非本卫星多波束覆盖地区波位配置铰链关系。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法，其特征在于：一个波位使用一个内部接收子带铰链到发射子带实现本地转发。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种数字透明处理载荷波束间子带铰链的配置方法，其特征在于：其特征同样适用于其他多波束波位排布情况属于网格状分布的、以任意个数波位为一簇的多波束卫星。

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