(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010954276.9
(22)申请日 2020.09.11
(71)申请人 中国电子科技集团公司第五十四研
究所
地址 050081 河北省石家庄市中山西路589
号中国电子科技集团公司第五十四研
究所卫星通信与广播电视专业部
(72)发明人 崔利东 郑璇 张晓雄 赵荣昌
卢向雨 李盼 李祥
(74)专利代理机构 河北东尚律师事务所 13124
代理人 王文庆
(51)Int.Cl.
H04B 7/185(2006.01)
(54)发明名称
及终端
(57)摘要
本发明公开了一种基于天通一号卫星的跨
波束通信方法及终端，属于通信技术领域。该终
二天通模块、分合路器以及天线。该终端通过串
口或网口传输业务数据，并通过双天通模块实现
在跨波束时保持业务数据的不中断传输。本发明
充分考虑了卫星的波束覆盖和业务能力特点，通
过天通一号分组数据业务提供数据通信服务，并
通过终端中的双天通模块检测卫星波束的信号
质量来进行数据传输热切换，实现了终端在跨波
束时通信不中断，满足了不间断数据通信的需
求。权利要求书2页 说明书4页 附图4页CN 112019259 A 2020.12.01
C N 112019259
A
1.一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）使用第一、第二两个天通模块在选定的卫星波束中进行入网注册，成功后进入待机状态；
（2）在第一天通模块上激活分组数据业务，进行数据通信，第二天通模块在待机状态下实时检测当前驻留波束及其周围邻波束的信号质量； （3）当检测到某一邻波束满足切换条件时，以该邻波束作为目标波束，将第二天通模块通过波束切换流程驻留到该目标波束中，并在第二天通模块上激活分组数据业务，从而将数据通信切换到第二天通模块；然后，对第一天通模块去激活，并通过波束切换流程将第一天通模块也驻留到该目标波束中，使其在该波束中保持待机状态；
（4）第一天通模块在待机状态下实时检测所述目标波束及其邻波束，为下一次切换作准备。
2.根据权利要求1所述的一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法，其特征在于，天通模块通过频率扫描的方式搜索卫星波束广播信号，并从多个波束广播信号中选择信号强度与信噪比最优的广播波束作为选定的卫星波束，并进行入网注册。
3.根据权利要求1所述的一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法，其特征在于，第二天通模块在待机状态下从当前驻留波束的广播消息中获取邻波束频点信息，并循环测量当前驻留波束与邻波束的广播信道信号强度与信噪比。
4.根据权利要求1所述的一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法，其特征在于，当第二天通模块检测到邻波束信号质量优于当前驻留波束，且信号强度与信噪比超过阈值时，表明邻波束满足跨波束切换条件，此时通过波束切换流程驻留到作为目标波束的邻波束。
5.根据权利要求1所述的一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法，其特征还在于，开始波束切换流程时，首先将第二天通模块驻留到目标波束中并激活分组数据业务，此时两个天通模块分别在当前驻留波束与目标波束上激活分组业务，待将数据传输热切换到邻波束上进行传输后，去激活当前驻留波束下的天通模块并将该模块切换驻留到目标波束中，为下次切换做准备。
6.一种基于天通一号卫星的跨波束通信终端，其特征在于，包括：
射频分合路器、天线以及第一、第二两个天通模块，用于实现卫星信号的收发，并提供两路天通通信通道；
主控制器，用于收发通过串口或网口传输的业务数据，并控制天通模块收发数据和波束切换；
串口或网口，用于外部通信，传输外部业务数据。
7.根据权利要求6所述的一种基于天通一号卫星的跨波束通信终端，其特征在于，所述天通模块包括基带芯片、射频芯片和电源管理芯片，运行符合天通一号通信标准的协议栈软件和物理层软件，与主控制器通过串口进行控制消息与业务数据传输，提供AT命令用于主控制器进行控制。
8.根据权利要求6所述的一种基于天通一号卫星的跨波束通信终端，其特征在于，所述射频分合路器用于将两个天通模块的收、发射频通道进行分合路并连接到天线上，所述天线为有源天线，满足两路天通模块并发384kbps分组数据业务的需求。
9.根据权利要求6所述的一种基于天通一号卫星的跨波束通信终端，其特征在于，所述
主控制器通过向天通模块的串口发送AT命令的方式进行控制和数据传输，通过串口或网口与外部进行数据传输；主控制器负责控制激活与去激活天通模块的分组数据业务，并根据天通模块上报的当前驻留波束与邻波束信号强度与信噪比来控制波束切换。
一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法及终端
技术领域
[0001]本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法及终端。
背景技术
[0002]天通一号卫星属于GEO（地球静止轨道）卫星，位于赤道上空3万公里处并与地球相对静止。该卫星通过点波束的方式对地面进行覆盖，能够在野外、海洋等地面移动通信系统无法覆盖的区域提供通信能力，可为用户提供话音、短信和分组数据业务。
[0003]天通一号卫星的点波束作用类似于地面移动通信系统的小区，相邻的点波束工作频率不相同。当终端从所在的点波束入网注册成功后，在待机状态下如果从一个点波束移动到了另一个点波束，则需要终端主动发起波束切换流程才能驻留在新的点波束中，否则超过原点波束的覆盖范围后就会丢失信号而掉网。当终端处于话音业务或数据业务中时，无法像待机状态时那样可以监测邻波束的信号质量，如果终端位置超出了驻留点波束的覆盖范围则会导致业务中断或掉网。
[0004]由于天通一号卫星的点波束在地面的覆盖直径有数百公里，对于位置相对固定或移动速度不高、业务持续时间不长的卫星终端，在单波束内基本可满足单次业务不掉线的需求。但是，对于例如太阳能无人机、浮空气球等高空飞行器类的终端来说，由于其运动速度快，因此单次任务可能会跨越多个卫星点波束，在飞控或状态监测时需要长时间、连续数据传输，为此需要解决跨波束时的数据中断问题。
发明内容
[0005]基于上述背景技术中存在的问题，本发明提出一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法及终端，其通过跨波束时的通信切换方法，能够实现跨波束时的数据热切换，从而满足跨波束通信不中断的需求。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于天通一号卫星的跨波束通信方法，包括以下步骤：
（1）使用第一、第二两个天通模块在选定的卫星波束中进行入网注册，成功后进入待机状态；
（2）在第一天通模块上激活分组数据业务，进行数据通信，第二天通模块在待机状态下实时检测当前驻留波束及其周围邻波束的信号质量；
（3）当检测到某一邻波束满足切换条件时，以该邻波束作为目标波束，将第二天通模块通过波束切换流程驻留到该目标波束中，并在第二天通模块上激活分组数据业务，从而将数据通信切换到第二天通模块；然后，对第一天通模块去激活，并通过波束切换流程将第一天通模块也驻留到该目标波束中，使其在该波束中保持待机状态；
（4）第一天通模块在待机状态下实时检测所述目标波束及其邻波束，为下一次切换作准备。
[0007]进一步的，天通模块通过频率扫描的方式搜索卫星波束广播信号，并从多个波束广播信号中选择信号强度与信噪比最优的广播波束作为选定的卫星波束，并进行入网注册。
[0008]进一步的，第二天通模块在待机状态下从当前驻留波束的广播消息中获取邻波束频点信息，并循环测量当前驻留波束与邻波束的广播信道信号强度与信噪比。
[0009]进一步的，当第二天通模块检测到邻波束信号质量优于当前驻留波束，且信号强度与信噪比超过阈值时，表明邻波束满足跨波束切换条件，此时通过波束切换流程驻留到作为目标波束的邻波束。
[0010]进一步的，开始波束切换流程时，首先将第二天通模块驻留到目标波束中并激活分组数据业务，此时两个天通模块分别在当前驻留波束与目标波束上激活分组业务，待将数据传输热切换到邻波束上进行传输后，去激活当前驻留波束下的天通模块并将该模块切换驻留到目标波束中，为下次切换做准备。
[0011]一种基于天通一号卫星的跨波束通信终端，其包括：
射频分合路器、天线以及第一、第二两个天通模块，用于实现卫星信号的收发，并提供两路天通通信通道；
主控制器，用于收发通过串口或网口传输的业务数据，并控制天通模块收发数据和波束切换；
串口或网口，用于外部通信，传输外部业务数据。
[0012]进一步的，所述天通模块包括基带芯片、射频芯片和电源管理芯片，运行符合天通一号通信标准的协议栈软件和物理层软件，与主控制器通过串口进行控制消息与业务数据传输，提供AT命令用于主控制器进行控制。
[0013]进一步的，所述射频分合路器用于将两个天通模块的收、发射频通道进行分合路并连接到天线上，所述天线为有源天线，满足两路天通模块并发384kbps分组数据业务的需求。
[0014]进一步的，所述主控制器通过向天通模块的串口发送AT命令的方式进行控制和数据传输，通过串口或网口与外部进行数据传输；主控制器负责控制激活与去激活天通模块的分组数据业务，并根据天通模块上报的当前驻留波束与邻波束信号强度与信噪比来控制波束切换。
[0015]本发明相对于现有技术所取得的有益效果在于：
1、本发明方法严谨、简洁而紧凑，便于实现。
[0016]2、本发明结合特殊终端实际应用场景进行综合考虑，能够有效解决在天通一号卫星移动通信系统中跨波束切换的通信数据中断的问题。
附图说明
[0017]为了更加清楚地描述本专利，下面提供一幅或多幅附图，这些附图旨在对本专利的背景技术、技术原理和/或某些具体实施方案做出辅助说明。
[0018]图1是本发明实施例中天通一号卫星的点波束覆盖示意图。
[0019]图2是本发明实施例中卫星终端设备的结构框图。
[0020]图3是本发明实施例中天通模块的入网流程图。
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