[发明专利]使用星载波束形成和陆基处理抑制卫星通信系统中的干扰的方法及装置

说明书

本发明公开了使用星载波束形成和陆基处理抑制卫星通信系统中的干扰。一种被配置为与地面基站通信以提供覆盖用于第一地理区域中的通信并且抑制该通信受到来自第二地理区域的干扰的卫星。该卫星包括星载波束形成器(OBBF)、馈送阵列以及馈送链路天线。OBBF被配置为产生用于第一地理区域和第二地理区域中相应地理区域的第一点波束和第二点波束。馈送阵列被配置为接收在用于相应地理区域的各个第一点波束和第二点波束中的第一信号和第二信号。至少部分第一和第二信号承载相应的通信和干扰。然后，馈送链路天线被配置为将第一信号和第二信号发射到地面基站，该地面基站被配置为至少抑制第一信号的承载通信的那部分受到的任何干扰。

技术领域

本公开内容总体上涉及卫星通信系统，并且特别地，涉及卫星通信系统中的干扰抑制。

背景技术

我们的社会和经济日益依赖其而成长的无线通信接入在日常社会功能的所有方面变得普遍。例如，无线通信对于诸如陆地车辆、飞行器、航天器、船舶等载具移动式平台上的用户变得日益可用。用于移动式平台的乘客的无线通信服务包括互联网接入(例如电子邮件和网络浏览)、电机直播、语音服务、虚拟专用网络接入及其他交互式和实时服务。

用于偏僻的、难以接入的、或者例如移动式平台的移动用户终端的无线通信平台，该无线通信平台经常使用能够提供对于通常包括偏僻的陆基或者水基区域的大地理面积的服务范围的通信卫星。通常，基站(例如，地面基站)通过经由一个或多个卫星的弯曲管路向所述用户终端发送信息 (例如数据)。更具体地说，基站在前向链路上发送信息到卫星，其中，该卫星接收、放大并且再次发送信息到一个或多个固定或者移动用户终端的天线。用户终端转而可以通过卫星将数据发送回基站。基站为用户终端提供至互联网、公用交换电话网、和/或其它公众或者专用网、服务器和服务的链路。

现代卫星及其他蜂窝通信系统经常采用许多点波束，其在可被分成多个小区的地理区上形成覆盖的波束沉积(beam laydown)。在使用点波束的通信系统中，相同的频率可以同时在两个以上小区中使用。这些波束可以被配置为保持预定共极隔离(例如，载波干扰比)值以便于最小化波束间的干扰。这被称为空间隔离和空间重利用。在一个典型的说法中，各个点波束可被分配一种颜色以便创建与频率重利用图案匹配的颜色图案。然后，相同频率可以由具有相同颜色的不同波束重利用。

许多系统使用波束形成天线以通过采用具有低旁瓣的波束设计或自适应波束形成技术来排除干扰。对于这些系统，波束形成器可以在卫星上实现(时常被称作星载波束形成器-OBBF)或者在地面上实现(时常被称作陆基波束形成器-GBBF)。在采用这些技术之一的系统之间具有显著区别。OBBF可能受限于卫星的功率耗散要求和大小，这可能使得难以实现复杂的波束形成算法。另一方面，GBBF可能没有相似的尺寸以及功率束缚，并因此能够实现复杂的波束形成算法，诸如包括自适应干扰消除方案的算法。但是基于GBBF的系统需要高的多的馈送带宽(feeder bandwidth)，这可能导致基于GBBF的系统在一些情况中不可行。

系统的性能要求经常假定卫星的所部署的反射器天线具有理想的表面(理想成形)。但是一些反射器的更大的表面以及它们的部署经常产生导致非理想表面(非理想成形)的变形。并且，当表面偏离其理想形状时，性能会下降。同样地，热效应也会降低性能。自适应波束形成技术可以减少非理想成形反射器和热效应的影响。但是当前这只限于基于GBBF的系统，并且这可以至少部分地解释出于干扰抑制的目的，为什么这些系统通常是比基于OBBF的系统更加期望的系统。

发明内容

本公开内容的示例性实施方式总体上涉及一种使用星载波束形成和陆基处理对卫星通信系统中的干扰进行抑制的系统以及相关方法。示例性实施方式利用星载波束形成器(OBBF)连同陆基信号处理以便即使存在未知反射器变形的情况下也对抗干扰。与基于陆基波束形成器(基于 GBBF)的系统相比，示例性实施方式可具有显著降低的馈送链路带宽要求。