RU2023123622A - Способ снижения частотных помех и система спутниковой связи - Google Patents

Claims (38)

1. Способ снижения частотных помех между системой спутниковой связи и спутником на геостационарной орбите (GEO) и снижения частотных помех в системе спутниковой связи, включающий следующие этапы:

конфигурирование системы спутниковой связи, содержащей множество спутников на низкой околоземной орбите (LEO), при этом каждый спутник LEO снабжен передающей пользовательской антенной для предоставления пользователям услуги нисходящей линии связи посредством лучей спутника и приемной пользовательской антенной для предоставления пользователям услуги восходящей линии связи посредством лучей спутника, при этом каждая из передающих пользовательских антенн и приемных пользовательских антенн включает множество подвижных узких лучей, при этом каждый подвижный узкий луч сконфигурирован как подлуч, которому при необходимости присваивается другая подчастота, и при этом подвижный узкий луч сконфигурирован с возможностью осуществления функции подспутникового наблюдения или отслеживания спутника LEO пользователем путем динамической настройки зоны обслуживания;

определение на основе текущего местоположения каждого спутника LEO первого диапазона областей, в которых угол пространственной развязки между спутником LEO и спутником GEO не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки в зонах обслуживания подвижных узких лучей передающей и приемной пользовательских антенн, позволяя подвижным узким лучам передающей и приемной пользовательских антенн не входить в области, в которых не удовлетворяется минимальный угол пространственной развязки, для снижения частотных помех между подвижными узкими лучами передающей и приемной пользовательских антенн спутника LEO и спутником GEO; и

когда подвижные узкие лучи передающих и приемных пользовательских антенн множества соседних спутников LEO предоставляют услуги в одной и той же зоне, вычисление угла пространственной развязки между подвижными узкими лучами передающих пользовательских антенн любых двух соседних спутников LEO и угла пространственной развязки между подвижными узкими лучами приемных пользовательских антенн любых двух соседних спутников LEO, и в ответ на то, что угол пространственной развязки не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки, присвоение разных подчастот подвижным узким лучам, которые не удовлетворяют минимальному углу пространственной развязки, для снижения частотных помех в системе спутниковой связи.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что угол пространственной развязки представляет собой угол между двумя линиями, соответственно соединяющими два спутника с одним и тем же подспутниковым местоположением спутника LEO, когда оба спутника предоставляют услуги одному и тому же подспутниковому местоположению, при этом два спутника включают в себя один спутник LEO и один спутник GEO или включают в себя два соседних спутника LEO в группировке, и в ответ на то, что угол пространственной развязки больше, чем заданный угол, определяется, что частотные помехи между двумя спутниками могут быть снижены до приемлемой степени.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение на основе текущего местоположения каждого спутника LEO первого диапазона областей, в которых угол пространственной развязки между спутником LEO и спутником GEO не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки в зонах обслуживания подвижных узких лучей передающих и приемных пользовательских антенн включает:

получение для каждого спутника LEO первого диапазона областей путем выполнения комбинированного пересечения каждого спутника GEO, имеющего частотные помехи со спутником LEO, и обслуживаемой лучом зоны спутника LEO, при этом обслуживаемая лучом зона включает зоны обслуживания подвижных узких лучей передающих и приемных пользовательских антенн спутника LEO.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что спутник GEO на орбите с определенным углом наклонения в любом месте по долготе над экватором имеет помехи со спутником LEO, выполнение комбинированного пересечения каждого спутника GEO, имеющего частотные помехи со спутником LEO, и обслуживаемой лучом зоне спутника LEO включает:

предположение того, что для спутника LEO на определенной круговой орбите, области, в которых угол пространственной развязки между спутником LEO и каждым спутником GEO не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки, связаны не с долготой спутника LEO, а с широтой, высотой орбиты и зоной покрытия луча спутника LEO, и после определения высоты орбиты и зоны покрытия луча спутника LEO, области, в которых угол пространственной развязки не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки, связаны только с широтой спутника LEO, а не с долготой спутника LEO.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в дополнение к подвижным узким лучам передающей пользовательской антенны и приемной пользовательской антенны, каждый спутник LEO снабжен передающей сигнальной антенной для предоставления пользователям услуги нисходящей линии связи посредством сигнальных лучей спутника и приемной сигнальной антенной для предоставления пользователям услуги восходящей линии связи посредством сигнальных лучей спутника, при этом каждая передающая сигнальная антенна и каждая приемная сигнальная антенна имеют сигнальный луч, состоящий из множества сигнальных подлучей, причем каждому сигнальному подлучу присваивается разная подчастота по мере необходимости, при этом эти сигнальные подлучи дополнительно образуют серию позиций луча путем временного разделения, при этом серия позиций луча может обеспечить объединенное покрытие подспутниковой зоны обслуживания спутника LEO, и при этом подчастотная развязка выполняется для разных положений луча.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что способ дополнительно включает:

определение второго диапазона областей, в которых угол пространственной развязки между спутником LEO и спутником GEO не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки в зоне обслуживания сигнального луча спутника LEO; и

выключение сигнальных подлучей, соответствующих второму диапазону областей, в нужный момент для снижения частотных помех между сигнальными лучами спутника LEO и спутником GEO.

7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что передающая сигнальная антенна и приемная сигнальная антенна используют малое деление позиций луча для точного определения второго диапазона областей, в которых сигнальные подлучи должны быть выключены для снижения частотных помех со спутником GEO во всей подспутниковой зоне покрытия, соответствующей сигнальному лучу спутника LEO, и для обеспечения более чем одного глобального покрытия земли или покрытия в определенном диапазоне широт путем объединения доступных позиций лучей в сигнальных лучах соседних спутников LEO.

8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что сигнальный луч спутника LEO использует механизм расширения частоты, при этом сигнальным лучам разных спутников LEO присваиваются разные коды расширения частоты для снижения частотных помех, когда сигнальные лучи разных спутников LEO формируют множественное покрытие.

9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что конфигурирование системы спутниковой связи включает:

настройку параметров группировки системы спутниковой связи, при этом параметры группировки системы спутниковой связи включают высоту орбиты спутника LEO, угол наклонения орбиты спутника LEO, зону покрытия лучей передающих и приемных пользовательских антенн, зону покрытия лучей передающих и приемных сигнальных антенн, количество орбитальных плоскостей группировки и количество спутников в орбитальной плоскости группировки, и на основе характеристики множественного покрытия группировки, когда подлуч определенного спутника LEO не может предоставлять услуги из-за частотных помех со спутником GEO, подлуч соседнего спутника LEO, который не имеет частотных помех со спутником GEO, предоставляет услуги, при этом система спутниковой связи способна предоставлять непрерывные и бесперебойные услуги пользователям в любом регионе мира или в определенном диапазоне широт.

10. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что диапазон луча каждой из передающих и приемных пользовательских антенн и передающих и приемных сигнальных антенн выбирается в соответствии с минимально допустимым углом места луча связи.

11. Система спутниковой связи, включающая множество спутников LEO, каждый из которых снабжен передающей пользовательской антенной для предоставления пользователям услуги нисходящей линии связи посредством лучей спутника и приемной пользовательской антенной для предоставления пользователям услуги восходящей линии связи посредством лучей спутника, при этом каждая из передающих пользовательских антенн и приемных пользовательских антенн включает множество подвижных узких лучей, при этом каждый подвижный узкий луч сконфигурирован как подлуч, которому при необходимости присваивается другая подчастота, при этом подвижный узкий луч сконфигурирован с возможностью осуществления функции подспутникового наблюдения или отслеживания спутника LEO пользователем путем динамической настройки зоны обслуживания, при этом система спутниковой связи сконфигурирована с возможностью:

определения на основе текущего местоположения каждого спутника LEO первого диапазона областей, в которых угол пространственной развязки между спутником LEO и спутником GEO не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки в зонах обслуживания подвижных узких лучей передающей и приемной пользовательских антенн, позволяя подвижным узким лучам передающей и приемной пользовательских антенн не входить в области, в которых не удовлетворяется минимальный угол пространственной развязки, для снижения частотных помех между подвижными узкими лучами передающей и приемной пользовательских антенн спутника LEO и спутником GEO; и

когда подвижные узкие лучи передающих и приемных пользовательских антенн из множества соседних спутников LEO предоставляют услуги в одной и той же зоне, вычисления угла пространственной развязки между подвижными узкими лучами передающих пользовательских антенн любых двух соседних спутников LEO и угла пространственной развязки между подвижными узкими лучами приемных пользовательских антенн любых двух соседних спутников LEO, и в ответ на то, что угол пространственной развязки не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки, присвоения разных подчастот подвижным узким лучам, которые не удовлетворяют минимальному углу пространственной развязки, для снижения частотных помех в системе спутниковой связи.

12. Система по п. 11, отличающаяся тем, что угол пространственной развязки представляет собой угол между двумя линиями, соответственно соединяющими два спутника с одним и тем же подспутниковым местоположением спутника LEO, когда оба спутника предоставляют услуги одному и тому же подспутниковому местоположению, при этом два спутника включают в себя один спутник LEO и один спутник GEO или включают в себя два соседних спутника LEO в группировке, и в ответ на то, что угол пространственной развязки больше чем заданный угол, определяется, что частотные помехи между двумя спутниками могут быть снижены до приемлемой степени.

13. Система по п. 11, отличающаяся тем, что система спутниковой связи сконфигурирована с возможностью:

получения для каждого спутника LEO первого диапазона областей путем выполнения комбинированного пересечения каждого спутника GEO, имеющего частотные помехи со спутником LEO, и обслуживаемой лучом зоны спутника LEO, при этом обслуживаемая лучом зона включает зоны обслуживания подвижных узких лучей передающих и приемных пользовательских антенн спутника LEO.

14. Система по п. 13, отличающаяся тем, что спутник GEO на орбите с определенным углом наклонения в любом месте по долготе над экватором имеет помехи со спутником LEO, выполнение комбинированного пересечения каждого спутника GEO, имеющего частотные помехи со спутником LEO, и обслуживаемой лучом зоны спутника LEO включает:

предположение того, что спутник GEO на орбите с определенным углом наклонения в любом месте по долготе над экватором имеет помехи со спутником LEO, для спутника LEO на определенной круговой орбите, области, в которых угол пространственной развязки между спутником LEO и каждым спутником GEO не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки, связаны не с долготой спутника LEO, а с широтой, высотой орбиты и зоной покрытия луча спутника LEO, и после определения высоты орбиты и зоны покрытия луча спутника LEO, области, в которых угол пространственной развязки не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки, связаны только с широтой спутника LEO, а не с долготой спутника LEO.

15. Система по п. 11, отличающаяся тем, что в дополнение к подвижным узким лучам передающей пользовательской антенны и приемной пользовательской антенны, каждый спутник LEO снабжен передающей сигнальной антенной для предоставления пользователям услуги нисходящей линии связи посредством сигнальных лучей спутника и приемной сигнальной антенной для предоставления пользователям услуги восходящей линии связи посредством сигнальных лучей спутника, при этом каждая передающая сигнальная антенна и каждая приемная сигнальная антенна имеют сигнальный луч, состоящий из множества сигнальных подлучей, причем каждому сигнальному подлучу присваивается разная подчастота по мере необходимости, при этом эти сигнальные подлучи дополнительно образуют серию позиций луча путем временного разделения, при этом серия позиций луча может обеспечить объединенное покрытие подспутниковой зоны обслуживания спутника LEO, и при этом подчастотная развязка выполняется для разных положений луча.

16. Система по п. 15, отличающаяся тем, что система спутниковой связи дополнительно сконфигурирована с возможностью:

определения второго диапазона областей, в которых угол пространственной развязки между спутником LEO и спутником GEO не удовлетворяет минимальному углу пространственной развязки в зоне обслуживания сигнального луча спутника LEO; и

выключения сигнальных подлучей, соответствующих второму диапазону областей, в нужный момент для снижения частотных помех между сигнальными лучами спутника LEO и спутником GEO.

17. Система по п. 15, отличающаяся тем, что передающая сигнальная антенна и приемная сигнальная антенна используют малое деление позиций луча для точного определения второго диапазона областей, в которых сигнальные подлучи должны быть выключены для снижения частотных помех со спутником GEO во всей подспутниковой зоне покрытия, соответствующей сигнальному лучу спутника LEO, и для обеспечения более чем одного глобального покрытия земли или покрытия в определенном диапазоне широт путем объединения доступных позиций лучей в сигнальных лучах соседних спутников LEO;

или

отличающаяся тем, что сигнальный луч спутника LEO использует механизм расширения частоты, при этом сигнальным лучам разных спутников LEO присваиваются разные коды расширения частоты для снижения частотных помех, когда сигнальные лучи разных спутников LEO формируют множественное покрытие.

18. Система по любому из пп. 11-17, отличающаяся тем, что после добавления в систему спутниковой связи спутников LEO для расширения системы спутниковой связи, система спутниковой связи расширяется до низкоорбитальной системы спутниковой связи с тем же углом наклонения и высотой орбиты или низкоорбитальной системы спутниковой связи с множественным покрытием с разными углами наклонения и высотами орбиты, при этом расширенная система спутниковой связи все еще способна обеспечить снижение частотных помех между спутником LEO и спутником GEO, продолжая при этом снижать частотные помехи между спутниками LEO в расширенной система спутниковой связи.

19. Система по любому из пп. 11-17, отличающаяся тем, что передающие и приемные пользовательские антенны используют технологию фазированной решетки, при этом подвижные узкие лучи передающих и приемных пользовательских антенн предоставляют услуги пользователям путем переключения лучей с временного разделением;

или

отличающаяся тем, что передающие и приемные сигнальные антенны используют технологию фазированной решетки, при этом подлучи передающих и приемных сигнальных антенн образуют множество позиций луча путем временного разделения.

20. Система по любому из пп. 11-17, отличающаяся тем, что антенна межспутниковой линии связи и питающая антенна земля-спутник сконфигурированы для спутников LEO в системе спутниковой связи.