一种波位编号方法与流程

1.本发明涉及卫星通信相控阵技术领域。更具体地，涉及一种波位编号方法、选择接入卫星的方法、存储介质和计算机设备。


背景技术：

2.为实现全球通信，自1990年开始，相继有多个低轨卫星通信系统提出、建设并投入运营。在低轨卫星通信系统中，相控阵天线由于具有波束指向灵活、快速调转等特点而在低轨通信卫星中被广泛应用。
3.低轨通信卫星与地球同步轨道通信卫星相比，不同于地球同步轨道通信卫星与地面目标相对位置关系较为固定，即卫星的服务区较为固定，波束控制策略容易实现。低轨通信卫星与地面固定目标相对位置关系时刻发生变化，且一个低轨卫星通信系统通常包含几百颗乃至上千颗卫星、上万个卫星波束，波束控制复杂且频繁。因此普通的卫星波位编号方式编号包含信息量少，导致波束控制算法复杂。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明第一个实施例提供一种波位编号方法，以卫星为中心将卫星业务波束覆盖角度划分为多个波位；
5.将卫星覆盖的波束角划分为8个区域，其中，每个区域有一个在该区域自由指向的业务波束；
6.波位沿卫星飞行方向排列成行，并按照行数将波位划分为8个区域，每区波位数相等；
7.根据波位的频率信息和空间信息对波位进行编号；
8.根据每个波位与卫星的固定指向关系计算每个波位对应的二进制波控码；
9.将波位编号和对应的二进制波控码存储在波控模块中，即波控模块中内置波位列表；
10.卫星获取波位编号以获得该波位的频率信息和空间信息；
11.卫星发送波位编号控制相控阵的波束指向地面用户。
12.在一个具体实施例中，波位编号由4位数字构成，其中第一位数字为区域编号，用1
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8分别表示8个区域，将最接近覆盖区中心的区域波位编号第一位使用数字1和数字2表示，远离覆盖区中心的区域波位编号第一位数字依次递增，奇数编号位于覆盖区中心同一侧，偶数编号位于覆盖区中心另一侧；
13.波位编号的后三位数字为各区内编号，卫星飞行正方向数字编号在前，卫星飞行负方向数字编号在后；区域内中间行数字编号在前，区域内两侧行数字编号在后。
14.本发明第二个实施例提供一种选择接入卫星的方法，用户终端被多颗卫星信号覆盖需要做选星判断时，计算所述用户终端所处每颗卫星的波位编号，并比较不同卫星波位编号的大小，优先选择波位编号较小的卫星作为接入卫星。
为例，选择区域中心行中飞行正方向第一个波位将其编号为“7001”、“7002”，两侧行飞行正方向第一个波位编号分别为“7003”和“7004”，后面编号按顺序依次排列。
31.将波位的频率信息和空间信息融入波位编号之中；
32.根据每个波位与卫星的固定指向关系计算每个波位对应的二进制波控码；将波位编号和对应的二进制波控码存储在波控模块中，即波控模块中内置波位列表；卫星获取波位编号以获得该波位的频率信息和空间信息；卫星发送波位编号控制相控阵的波束指向地面用户。
33.终端、卫星和地面站获取波位号时同步获得该波位的频率信息和空间信息。不但简化了计算过程(不需要预判卫星运动轨迹)，也减少了终端、卫星、地面站交互过程，因此占用资源更少，使系统效率更高。
34.卫星用户侧有8个独立控制的点波束，波位区域划分与点波束服务区域一致，8个波束分别服务8个区域。波位区域形状与卫星飞行方向一致，可以使卫星在飞过固定用户及小范围移动用户时，最大概率始终使用同一个波束服务用户，进而不用频繁切换频点。
35.通过以上方法对卫星波束进行编号之后，波位编号中不但包含了波位的频点信息，还隐含空间位置信息、未来服务时间长短等信息，因此，在波束控制流程中不再需要预判卫星的运动轨迹，只根据波位编号大小，即可获得终端未来在该卫星服务时间的长短。
36.一种选择接入卫星的方法，用户终端被多颗卫星信号覆盖需要做选星判断时，计算所述用户终端所处每颗卫星的波位编号，并比较不同卫星波位编号的大小，优先选择波位编号较小的卫星作为接入卫星。
37.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现实施例所述的一种波位编号方法。
38.在实际应用中，所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd
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rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
39.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
40.计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
41.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如 java、smalltalk、c++，
还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网 (lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
42.如图4所示，本发明的另一个实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。图4显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
43.如图4所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12 的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。
44.总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(isa)总线，微通道体系结构(mac)总线，增强型isa总线、视频电子标准协会(vesa)局域总线以及外围组件互连(pci)总线。
45.计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
46.系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(ram)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘 (例如cd
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rom，dvd
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rom或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
47.具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括但不限于操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
48.计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/ 输出(i/o)接口22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图4所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动
器以及数据备份存储系统等。
49.处理器单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种波位编号方法。
50.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。