[发明专利]卫星系统跳波束的方法和通信装置

说明书

本申请提供了一种跳波束卫星系统设计方法，通过灵活跳波束实现通信与定位波束的动态变换，使得传统的通信网络可以切换成适合定位的网络，实现高精度UE自定位，无需GNSS支持。

技术领域

本申请涉及卫星网络，更具体地，涉及一种卫星系统跳波束的方法和通信装置。

背景技术

卫星通信等非地面通信网络(non-terrestrial networks，NTN)具有全球覆盖、远距离传输、组网灵活、部署方便和不受地理条件限制等显著优点，已经被广泛应用于海上通信、定位导航、抗险救灾、科学实验、视频广播和对地观测等多个领域。地面网络和卫星网络等相互融合，取长补短，共同构成全球无缝覆盖的海、陆、空、天、地一体化综合通信网，满足用户无处不在的多种业务需求。

下一代卫星网络总体呈现超密、异构的趋势：首先，卫星网络的规模从铱星星座的66颗发展到一网星座的720颗，并最终延展到12000+的星链超密低轨卫星星座；其次，卫星网络呈现异构特性，从传统的单层通信网络发展到多层通信网络，通信卫星网络的功能也趋向复杂化、多样化，逐渐兼容并支持导航增强、对地观测、多维信息在轨处理等功能。

卫星网络具有高动态性，对于典型的低地球轨道(low earth orbit，LEO)卫星而言，其运动速度约为7.5km/s，对一个直径为20km的卫星小区而言，用户的切换频率约为23次/分钟，这极大提升了卫星网络移动性管理的复杂度及信令开销。而解决卫星网络移动性管理存在问题的核心在于用户位置信息。例如，定位精度10km即可满足基本的小区选择和重选的需求，而极窄波束卫星通信系统对于定位精度的需求更高。特别地，对于无全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)支持的用户，如何及时获取自身的位置信息成为高效移动性管理的关键。

发明内容

本申请提供一种卫星系统跳波束的方法，能够通过灵活跳波束，实现通信与定位波束的动态变换，使得传统的通信网络可以切换成适合定位的网络，支持ICaN系统实现，极大提升通信网络的定位性能，实现高精度UE自定位。

第一方面，提供了一种卫星系统跳波束的方法，包括：第一终端设备接收第二卫星发送的第一消息，第一消息包括第一卫星的信息和第一卫星的定位信号的配置信息，其中，第一卫星为第二卫星的邻居卫星，第二卫星为第一终端设备的服务卫星；第一终端设备根据第一消息，接收第一卫星通过第二波束发送的定位信号，其中，第二波束是第一波束的相关参数发生变化后生成的波束，第一波束是第一卫星向第一区域发送通信信号的波束，通信信号用于第一卫星与第一区域内的终端设备进行通信，第一区域属于第一卫星覆盖的区域，第二波束是第一卫星向第二区域发送定位信号的波束，定位信号用于第二区域内的终端设备进行定位测量，第二区域属于第二卫星覆盖的区域，第一终端设备为第二区域内的终端设备；第一终端设备根据定位测量的测量值确定第一终端设备的位置信息。上述技术方案中，第一卫星的波束通过灵活跳波束实现通信与定位波束的动态变换，向邻居卫星覆盖区域的终端设备发送定位参考信号，终端设备根据一个或多个邻居卫星发送的定位参考信号进行定位测量，从而可以实现高精度UE自定位，无需GNSS支持。

同时，通过引入跳波束，还使得传统的通信网络可以切换成适合定位的网络，支持ICaN系统实现，极大提升通信网络的定位性能。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一波束的相关参数包括以下一项或多项参数：转向角、频率、功率、波束形状、波束数量、天线增益。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一波束在广播信号周期的第一时间段内向第一区域发送通信信号，第二波束在广播信号周期的第二时间段内向第二区域发送定位信号，其中，第一时间段和第二时间段不重叠。

可选的，第一卫星的定位信号的配置信息中包含第一时间段和第二时间段的时间长度。上述技术方案中，第一卫星的波束通过时分的方式在每个广播信号的周期内通过灵活跳波束实现通信与定位波束的动态变换。