CN116388855B - 一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法，涉及卫星通信领域。本发明针对卫星跳波束功能、终端跨星切换功能不易测试，且测试环境构建复杂的难题，提出了一种模拟卫星波束跳变和终端波束切换的简易控制方法，该方法可模拟卫星对相控阵天线、终端对终端天线的实际控制过程。根据该方法研制控制设备，既能模拟卫星对相控阵天线跳波束功能控制，又能模拟终端对终端天线跨星切换功能控制，同时可根据控制信息控制卫星波束信号与终端波束信号的连接状态。本发明特别适合卫星跳波束功能的研制与验证，同时也特别适合终端跨星切换功能的研制与验证。

Description

一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法
技术领域
本发明属于卫星通信领域，具体涉及一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法。
背景技术
随着卫星互联网的快速发展，非静止轨道卫星系统已经由试验阶段转为试用阶段，星载相控阵天线需要使用跳波束技术解决点波束广域覆盖问题，地面终端需要使用跨星切换技术解决频繁切换卫星并稳定通信问题。卫星跳波束功能和终端跨星切换功能真实的工作场景均是无线环境，但实际研制过程中无法及时有效的提供无线暗室环境用于功能开发、验证和测试，因此急需设计一种简单、有效的方法或设备，替代星载相控阵天线和终端天线的功能，在有线环境下完成卫星跳波束功能和终端跨星切换功能的设计与验证。
发明内容
本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提出一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法。本发明特别适合卫星跳波束功能的研制与验证，同时也特别适合终端跨星切换功能的研制与验证。
本发明采用的技术方案为：
一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法，包括以下步骤：
步骤1，接收切换模式参数，解析出当前的切换模式：跳波束模式或者终端波束切换模式；
步骤2，在跳波束模式下，接收卫星波束跳变参数，控制将卫星的收发波束在规定时间内转发至对应终端；在终端波束切换模式下，接收终端波束切换参数，控制将终端的收发波束在规定时间内转发至对应卫星。
进一步的，步骤2中卫星波束跳变参数包括终端数量及编号配置信息、选择连通终端的规则配置信息、卫星波束跳变响应时长配置信息和卫星波束跳变控制信息；
终端数量及编号配置信息配置需要连通终端波束数量以及终端编号与波束号对应关系；
选择连通终端的规则配置信息规定选择连通终端的规则为卫星收发波束与终端1…N波束逐个顺序连通或根据卫星波束跳变控制信息控制卫星收发波束与终端1…N波束随机连通；其中，N为终端波束数量；
卫星波束跳变响应时长配置信息规定接收卫星波束跳变控制信息后卫星收发波束和对应终端1…N波束连通响应时间，响应时间由1μs~1s逐μs配置；
卫星波束跳变控制信息控制卫星收发波束与终端1…N波束连接，在新的卫星波束跳变控制信息来之前，始终保持连接。
进一步的，步骤2中终端波束切换参数包括卫星数量及编号配置信息、选择连通卫星的规则配置信息、终端波束切换响应时长配置信息和终端波束切换控制信息；
卫星数量及编号配置信息配置需要连通卫星波束数量以及卫星编号与波束号对应关系；
选择连通卫星的规则配置信息规定选择连通卫星的规则为终端收发波束与卫星1…N波束逐个顺序连通或根据终端波束切换控制信息控制终端收发波束与卫星1…N波束随机连通；其中，N为卫星波束数量；
终端波束切换响应时长配置信息规定接收终端波束切换控制信息后终端收发波束和对应卫星1…N波束连通响应时间，响应时间由1μs~1s逐μs配置；
终端波束切换控制信息控制终端收发波束与卫星1…N波束连接，在新的终端波束切换控制信息来之前，始终保持连接。
本发明相比背景技术具有如下优点：
1.本发明支持非静止轨道卫星跳波束功能、终端跨星切换功能设计、验证与测试，支持非静止轨道卫星系统跳波束功能、终端跨星切换流程设计、验证与测试。
2.本发明设计的控制方法模拟卫星对星载相控阵天线控制流程及波束信号的捷变过程。
3.本发明设计的控制方法模拟终端对终端天线控制流程及波束信号的切换过程。
附图说明
图1是本发明的模拟卫星波束跳变及终端波束切换流程图。
具体实施方式
下面结合附图1和具体实施例对本发明做进一步的说明。
本发明是一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法，该方法即可用于卫星侧，模拟卫星对相控阵天线的控制过程及波束信号的连通性，又可用于终端侧，模拟终端对终端天线的控制过程及波束信号的连通性。包括以下步骤：
步骤1，接收切换模式参数，解析出当前的切换模式，切换模式有两种：跳波束模式或者终端波束切换模式；
步骤2，在跳波束模式下，接收卫星波束跳变参数，控制将卫星的收发波束在规定时间内转发至对应终端；在终端波束切换模式下，接收终端波束切换参数，控制将终端的收发波束在规定时间内转发至对应卫星。
其中，卫星波束跳变参数包括终端数量及编号配置信息、选择连通终端的规则配置信息、卫星波束跳变响应时长配置信息和卫星波束跳变控制信息；
终端数量及编号配置信息配置需要连通终端波束数量以及终端编号与波束号对应关系；根据终端波束数量，卫星可以知道卫星的波束最多需要跳多少个不同的终端；根据终端编号与波束号对应关系，卫星可以确定此次配置后，终端编号和波束号是固定的；
选择连通终端的规则配置信息规定选择连通终端的规则为卫星收发波束与终端1…N波束逐个顺序连通或根据卫星波束跳变控制信息控制卫星收发波束与终端1…N波束随机连通；其中，N为终端波束数量；逐个顺序连通是从1…N正序连通或者从N…1逆序连通；随机连通是根据规则进行连通；
卫星波束跳变响应时长配置信息规定接收卫星波束跳变控制信息后卫星收发波束和对应终端1…N波束连通响应时间，响应时间由1μs~1s逐μs配置；响应时间确定了卫星波束跳变的最小周期、发射端和接收端的反应时间；
卫星波束跳变控制信息控制卫星收发波束与终端1…N波束连接，在新的卫星波束跳变控制信息来之前，始终保持连接。
其中，终端波束切换参数包括卫星数量及编号配置信息、选择连通卫星的规则配置信息、终端波束切换响应时长配置信息和终端波束切换控制信息；
卫星数量及编号配置信息配置需要连通卫星波束数量以及卫星编号与波束号对应关系；根据卫星数量，终端可以知道终端的波束最多需要切换多少个不同的卫星；根据卫星编号与波束号对应关系，终端可以确定此次配置后，卫星编号和波束号是固定的；
选择连通卫星的规则配置信息规定选择连通卫星的规则为终端收发波束与卫星1…N波束逐个顺序连通或根据终端波束切换控制信息控制终端收发波束与卫星1…N波束随机连通；其中，N为卫星波束数量；逐个顺序连通是从1…N正序连通或者从N…1逆序连通；随机连通是根据规则进行连通；
终端波束切换响应时长配置信息规定接收终端波束切换控制信息后终端收发波束和对应卫星1…N波束连通响应时间，响应时间由1μs~1s逐μs配置；响应时间确定了终端波束切换的最小周期、发射端和接收端的反应时间；
终端波束切换控制信息控制终端收发波束与卫星1…N波束连接，在新的终端波束切换控制信息来之前，始终保持连接。
本发明可用作卫星跳波束控制功能的研制、测试与验证，也可作为地面终端设备在非静止轨道卫星通信系统中完成跨星切换控制功能的研制、测试与验证。该方法可模拟卫星对相控阵天线、终端对终端天线的实际控制过程。根据此方法可研制控制设备，既能模拟卫星对相控阵天线跳波束功能控制，又能模拟终端对终端天线跨星切换功能控制，同时可根据控制信息将卫星波束信号与终端波束信号进行选择连接。此方法高效简便、系统组成简单，无需星载相控阵天线和地面天线、功放等设备；联试环境简单，无需微波暗室的无线环境。有效解决了系统及设备的卫星跳波束功能、终端跨星切换功能在地面不易调试的难题。

Claims (1)

1.一种模拟卫星波束跳变及终端波束切换的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，接收切换模式参数，解析出当前的切换模式：跳波束模式或者终端波束切换模式；
步骤2，在跳波束模式下，接收卫星波束跳变参数，控制将卫星的收发波束在规定时间内转发至对应终端；在终端波束切换模式下，接收终端波束切换参数，控制将终端的收发波束在规定时间内转发至对应卫星；
其中，步骤2中卫星波束跳变参数包括终端数量及编号配置信息、选择连通终端的规则配置信息、卫星波束跳变响应时长配置信息和卫星波束跳变控制信息；
终端数量及编号配置信息配置需要连通终端波束数量以及终端编号与波束号对应关系；
选择连通终端的规则配置信息规定选择连通终端的规则为卫星收发波束与终端1…N波束逐个顺序连通或根据卫星波束跳变控制信息控制卫星收发波束与终端1…N波束随机连通；其中，N为终端波束数量；
卫星波束跳变响应时长配置信息规定接收卫星波束跳变控制信息后卫星收发波束和对应终端1…N波束连通响应时间；
卫星波束跳变控制信息控制卫星收发波束与终端1…N波束连接，在新的卫星波束跳变控制信息来之前，始终保持连接；
其中，步骤2中终端波束切换参数包括卫星数量及编号配置信息、选择连通卫星的规则配置信息、终端波束切换响应时长配置信息和终端波束切换控制信息；
卫星数量及编号配置信息配置需要连通卫星波束数量以及卫星编号与波束号对应关系；
选择连通卫星的规则配置信息规定选择连通卫星的规则为终端收发波束与卫星1…N波束逐个顺序连通或根据终端波束切换控制信息控制终端收发波束与卫星1…N波束随机连通；其中，N为卫星波束数量；
终端波束切换响应时长配置信息规定接收终端波束切换控制信息后终端收发波束和对应卫星1…N波束连通响应时间；
终端波束切换控制信息控制终端收发波束与卫星1…N波束连接，在新的终端波束切换控制信息来之前，始终保持连接。
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