一种波束调度的方法、装置及电子设备与流程

一种波束调度的方法、装置及电子设备
【技术领域】
1.本发明涉及低轨卫星通信领域，具体而言，涉及一种波束调度的方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。


背景技术：

2.波束调度是指通过控制星载多波束天线的空间指向、带宽、频点和发射功率，为用户终端动态配置通信资源，提高卫星资源在带宽和功率方面的使用效率。传统波束调度方法主要应用于高轨卫星系统，与高轨卫星相比，低轨卫星具有通信资源和业务需求动态变化的特点。而波束调度需要射频在非常短的时间内完成波束指向的确定等一系列相关计算，使得基于高轨卫星的波束调度方法无法应用到低轨卫星通信系统。
3.因此，如何提供一种可用于低轨卫星的波束调度方法为本领域需要解决的技术问题。


技术实现要素：

4.为了解决现有技术中基于高轨卫星的波束调度方法无法应用到低轨卫星通信系统的问题，本技术提供一种波束调度的方法。
5.一种波束调度的方法，包括：
6.获取预设关系表，所述预设关系表中存有波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系；
7.获取所述预设关系表对应的波束调度策略，并依据所述波束调度策略及所述预设关系表确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度；
8.向所述至少一颗重覆盖卫星发送包含所述波束角度的波束调度指令，所述波束调度指令用于指示所述重覆盖卫星依据所述波束角度发射波束。
9.可选的，所述获取预设关系表，包括：
10.获取卫星重覆盖区域图，并对所述卫星重覆盖区域图进行栅格化处理，得到卫星重覆盖区域栅格；
11.根据每个所述卫星重覆盖区域栅格的地理位置信息计算波束指向所述卫星重覆盖区域栅格的波束角度，并依据所述波束角度与所述卫星重覆盖区域栅格的对应关系生成所述预设关系表。
12.可选的，所述获取卫星重覆盖区域图，包括：
13.获取至少一颗卫星的运动信息及波束覆盖范围；
14.依据所述至少一颗卫星的运动信息及波束覆盖范围计算卫星重覆盖区域的出现时间段及重覆盖范围；
15.依据所述卫星重覆盖区域的出现时间段及重覆盖范围生成每个所述出现时间段对应的卫星重覆盖区域图。
16.可选的，在依据所述波束角度与所述卫星重覆盖区域栅格的对应关系生成所述预
设关系表之后，所述方法还包括：
17.每隔预设时间段对所述卫星重覆盖区域图进行更新，并依据更新后的卫星重覆盖区域图对所述预设关系表进行更新；
18.所述依据所述预设关系表生成波束调度策略，包括：
19.检测所述预设关系表是否更新；
20.若是，则依据更新后的预设关系表生成波束调度策略；
21.若否，则依据当前的预设关系表生成波束调度策略。
22.可选的，获取所述预设关系表对应的波束调度策略，包括：
23.依据所述预设关系表确定对应的卫星重覆盖区域，并获取所述卫星重覆盖区域的重覆盖卫星的数量；
24.依据所述重覆盖卫星的数量对所述卫星重覆盖区域栅格进行分组处理，得到所述重覆盖卫星的数量对应组数的卫星重覆盖区域栅格组；
25.依据所述重覆盖卫星的数量确定切换周期，所述切换周期中包含与所述重覆盖卫星相同数量的切换时刻；
26.针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取该重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，所述卫星重覆盖区域栅格组在同一切换时刻仅与一颗重覆盖卫星存在映射关系，所述卫星重覆盖区域栅格组在不同切换时刻与不同重覆盖卫星存在映射关系；
27.依据每颗重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与卫星重覆盖区域栅格组的映射关系生成所述预设关系表对应的波束调度策略。
28.可选的，所述依据所述重覆盖卫星的数量对所述卫星重覆盖区域栅格进行分组处理，包括：
29.为每个所述卫星重覆盖区域栅格进行编号；
30.以所述卫星重覆盖区域栅格的编号为被除数，并以所述重覆盖卫星的数量为除数进行模运算，得到模运算结果；
31.将所述模运算结果相同的卫星重覆盖区域划分至同一组卫星重覆盖区域栅格组。
32.可选的，所述针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取该重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，包括：
33.根据下述公式，确定在第i个切换时刻下，第j颗重覆盖卫星与第f
ij
组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系：
34.f
ij
＝mod((i+j-2)，k)+1
35.其中，i＝1
…
k，j＝1
…
k，k为所述重覆盖卫星的数量。
36.可选的，所述依据所述波束调度策略及所述预设关系表确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度，包括：
37.针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，依据所述波束调度策略确定该重覆盖卫星在当前切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组；
38.从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，并依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在当前切换时刻的波束角度。
39.可选的，在从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格之前，所述方法还包括：
40.针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取与该重覆盖卫星连接的通信设备的位置信息；
41.依据所述通信设备的位置信息确定所述通信设备所在的卫星重覆盖区域栅格；
42.所述从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，包括：
43.检测所述卫星重覆盖区域栅格组中是否存在与该重覆盖卫星连接的通信设备；
44.若存在，则确定存在与该重覆盖卫星连接的通信设备的卫星重覆盖区域栅格为该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格。
45.可选的，在依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在当前切换时刻的波束角度之后，所述方法还包括：
46.针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，依据所述波束调度策略确定该重覆盖卫星在下一切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组；
47.从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星下一切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，并依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在下一切换时刻的波束角度。
48.一种波束调度装置，包括：
49.第一获取模块，用于获取预设关系表，所述预设关系表中存有波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系；
50.第二获取模块，用于获取所述预设关系表对应的波束调度策略，并依据所述波束调度策略及所述预设关系表确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度；
51.发送模块，用于向所述至少一颗重覆盖卫星发送包含所述波束角度的波束调度指令，所述波束调度指令用于指示所述重覆盖卫星依据所述波束角度发射波束。
52.一种电子设备，包括：
53.处理器和存储器，所述存储器用于存储至少一条指令，所述指令由所述处理器加载并执行时以实现如上述的波束调度的方法。
54.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的波束调度的方法。
55.本技术实施例提供的波束调度的方法，通过获取存有波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系的预设关系表，并依据该预设关系表对应的波束调度策略及预设关系表确定重覆盖卫星的波束角度，向重覆盖卫星发送包含该波束角度的波束调度指令，以使重覆盖卫星依据该波束角度发射波束。本技术在面对低轨卫星运动快导致需要频繁进行波束调度的问题时，不需要实时计算波束角度，而是依据波束调度策略直接从预设关系表中读取对应的波束角度，降低了波束调度过程对计算资源的消耗，同时提高了波束调度的效率。
【附图说明】
56.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域
普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
57.图1为本技术实施例所提供的一种卫星波束调度的方法的流程图；
58.图2为图1所提供的一种的卫星波束调度的方法中s01的一种实际表现方式的流程图；
59.图3为本技术实施例所提供的一种卫星重覆盖区域栅格的示意图；
60.图4为图1所提供的一种的卫星波束调度的方法中s02的一种实际表现方式的流程图；
61.图5为本技术实施例所提供的一种划分卫星重覆盖区域栅格组的示意图；
62.图6为本技术实施例所提供的一种重覆盖卫星在切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系的示意图；
63.图7为依据图4所提供的卫星波束调度的方法确定波束角度的流程图；
64.图8为本技术实施例所提供的一种重覆盖卫星服务的示意图；
65.图9为本技术实施例所提供的一种波束调度装置的结构示意图。
【具体实施方式】
66.为了更好的理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
67.应当明确，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本技术保护的范围。
68.在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
69.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
70.波束调度是指通过控制星载多波束天线的空间指向、带宽、频点和发射功率，为用户终端动态配置通信资源，提高卫星资源在带宽和功率方面的使用效率。传统波束调度方法主要应用于高轨卫星系统，由于高轨卫星的运动相对固定和缓慢，波束跳变较慢且服务区域相对固定，因此采用实时计算的方式进行波束调度，即每次获得所需服务区域的地理位置信息后，实时计算波束调度相关数据。
71.随着空间信息网络技术的发展，越来越多的国家或企业开始重视发展低轨道通信卫星。低轨星座通信系统通常由轨道高度为300至1500千米的数百甚至数千颗通信卫星及配套地面系统等组成。与高轨卫星相比，低轨卫星具有通信资源和业务需求动态变化的特点，由于低轨星座系统中卫星轨道高度低，卫星运动速度快，需要频繁进行波束调度。而实时计算波束调度相关数据对射频能力要求较高，需要射频在非常短的时间内完成波束指向的确定等一系列相关计算，使得基于高轨卫星的波束调度方法无法应用到低轨卫星通信系统。故本技术提供了一种波束调度的方法，用于解决上述问题。
72.请参考图1，为本技术实施例所提供的一种卫星波束调度的方法的流程图，该方法包括如下步骤：
73.步骤s01，获取预设关系表，所述预设关系表中存有波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系。
74.在一些实施例中，波束是指由卫星天线发射出来的电磁波在地球表面上形成的形状。卫星重覆盖区域为两颗或两颗以上的卫星在发射波束时波束会产生重叠覆盖的区域。如果两颗卫星在同一切换时刻向同一个地区发射波束，那么两束波束会相互干扰，导致该区域的通信设备将无法使用卫星提供的服务。因此需要对卫星重覆盖区域进行波束调度，以保证该区域在同一切换时刻仅被一束波束所覆盖。
75.在一些实施例中，卫星重覆盖区域栅格为对卫星重覆盖区域行栅格化处理得到的，其目的在于把卫星重覆盖区域划分为不同的区域块，每个区域块对应一个波束角度。使得在给定波束角度的情况下，卫星能向该波束角度对应卫星重覆盖区域栅格发射波束。
76.在一些实施例中，预设关系表为预先依据获取到的波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系制定的关系表，在面对低轨卫星运动快导致需要频繁进行波束调度的问题时，不需要实时计算波束角度，而是直接从预设关系表中读取卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度，降低了波束调度过程对计算资源的消耗，同时提高了波束调度的效率。
77.在一些实施例中，可以预先将建立好的预设关系表存储到指定路径，在需要时从指定路径获取该预设关系表，进而提高预设关系表的获取效率。
78.请参考图2，为图1所提供的一种的卫星波束调度的方法中s01的一种实际表现方式的流程图。在一些实施例中，也可以通过对卫星重覆盖区域图进行处理的方式得到该预设关系表，即步骤s01中提到的获取预设关系表，其具体可以通过执行如图2所示的步骤实现：
79.s11，获取卫星重覆盖区域图，并对所述卫星重覆盖区域图进行栅格化处理，得到卫星重覆盖区域栅格。
80.在一些实施例中，可以预先将收集的卫星重覆盖区域图存储到指定路径，在需要时从指定路径获取该卫星重覆盖区域图，进而提高卫星重覆盖区域图的获取效率。
81.在一些实施例中，为提高获取得到的卫星重覆盖区域图的精准度，也可以依据每颗重覆盖卫星的运动信息及波束覆盖范围来计算得到该卫星重覆盖区域图，即步骤s11中提到的，获取卫星重覆盖区域图，其具体可以包括：
82.获取至少一颗卫星的运动信息及波束覆盖范围；
83.依据所述至少一颗卫星的运动信息及波束覆盖范围计算卫星重覆盖区域的出现时间段及重覆盖范围；
84.依据所述卫星重覆盖区域的出现时间段及重覆盖范围生成每个所述出现时间段对应的卫星重覆盖区域图。
85.在上述实施例的基础上，在一些实施例中，卫星的运动信息可以依据星历信息计算得到，星历信息(ephemeris data)亦称星历表，指的是一种星体轨道参数表，即用列表数据说明每隔一定时间某星体预定所在位置，或每隔一定时间某人造卫星预定所在位置，通过星历信息可以推算出每颗卫星在各个切换时刻的位置。
86.在上述实施例的基础上，在一些实施例中，可以通过整个低轨卫星控制系统中的
服务器，依据该星历信息计算出卫星重覆盖区域的出现切换时刻、大小及对应的重覆盖卫星的数量。
87.在上述实施例的基础上，在一些实施例中，请参考图3，为本技术实施例所提供的一种卫星重覆盖区域栅格的示意图，如图3所示，在对卫星重覆盖区域图进行栅格化处理之后，得到的每个卫星重覆盖区域栅格对应一个波位，总共形成n个栅格。对栅格进行编号，建立栅格编号集合acover＝{a1，a2，...，am}，形成栅格图样，该栅格图样含有栅格编号和栅格中心经纬度等信息。
88.s12，根据每个所述卫星重覆盖区域栅格的地理位置信息计算波束指向所述卫星重覆盖区域栅格的波束角度，并依据所述波束角度与所述卫星重覆盖区域栅格的对应关系生成所述预设关系表。
89.在一些实施例中，波束角度包括俯仰角θ和方位角在获取到每个卫星重覆盖区域栅格的地理位置信息以后，低轨卫星控制系统中的服务器可以依据该地理位置信息计算得到波束指向卫星重覆盖区域栅格的波束角度。例如，在确定卫星重覆盖区域栅格编号为a1后，服务器可以先获取卫星重覆盖区域栅格a1的经纬度(lon1，lat1)，然后依据预设的波束角度算法根据该经纬度(lon1，lat1)计算波束指向卫星重覆盖区域栅格a1的波束角度
90.在一些实施例中，卫星重覆盖区域栅格编号为acover＝{a1，a2，...，am}，其中m为重覆盖区域栅格的总数量，根据集合acover中每个元素的地理位置信息计算出波束指向acover中每个元素的θ和生成波束id与的对应关系，并依据该对应关系生成如表1所示的预设关系表。
[0091][0092]
表1
[0093]
在一些实施例中，由于卫星重覆盖区域会随着卫星的运动而变化，因此为提高波束调度的精度，在执行完步骤s12，依据所述波束角度与所述卫星重覆盖区域栅格的对应关系生成所述预设关系表之后，还可以执行如下步骤完成对预设关系表的更新：
[0094]
每隔预设时间段对所述卫星重覆盖区域图进行更新，并依据更新后的卫星重覆盖区域图对所述预设关系表进行更新。
[0095]
在一些实施例中，由于卫星重覆盖区域会随着卫星的运动而变化，因此为提高波束调度的精度，需要不断地更新预设关系表，而为了减少获取预设关系表所耗费的时间，进一步提高波束调度的效率，还可以预先计算出各个时间段对应的所有重覆盖区域的预设关系表，并保存在预设路径中。在需要更新预设关系表时，从预设路径中获取当前时间段对应
的预设关系表即可，极大地缩短了获取预设关系表所耗费的时间。
[0096]
步骤s02，获取所述预设关系表对应的波束调度策略，并依据所述波束调度策略及所述预设关系表确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度。
[0097]
在一些实施例中，波束调度策略具体可以为预先为每个卫星重覆盖区域制定的策略，波束调度策略与卫星重覆盖区域存在对应关系。在获取预设关系表后，依据预设关系表中存有的卫星重覆盖区域，可以确定与该重覆盖区域对应的波束调度策略。
[0098]
在一些实施例中，波束调度策略具体可以为能够依据切换周期内的切换时刻以及重覆盖卫星的编号确定对应卫星重覆盖区域栅格的策略。在获取到当前切换时刻及重覆盖卫星的编号之后，可以确定当前切换时刻该重覆盖卫星对应的卫星重覆盖区域栅格，并在预设关系表中查找该卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在当前切换时刻的波束角度。
[0099]
在一些实施例中，由于卫星重覆盖区域会随着卫星的运动而变化，因此为提高波束调度的精度，会每隔预设时间段对卫星重覆盖区域图进行更新，并依据更新后的卫星重覆盖区域图对预设关系表进行更新。在此基础上，在一些实施例中，步骤s02中提到的，依据所述预设关系表生成波束调度策略，其具体可以为：
[0100]
检测所述预设关系表是否更新；
[0101]
若是，则依据更新后的预设关系表生成波束调度策略；
[0102]
若否，则依据当前的预设关系表生成波束调度策略。
[0103]
步骤s03，向所述至少一颗重覆盖卫星发送包含所述波束角度的波束调度指令，所述波束调度指令用于指示所述重覆盖卫星依据所述波束角度发射波束。
[0104]
在一些实施例中，在确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度后，向重覆盖卫星发送包含波束角度的波束调度指令。重覆盖卫星在接收到该波束调度指令时，获取存储于其中的波束角度，并依据该波束角度发射波束。
[0105]
在一些实施例中，在确定波束角度之后，重覆盖卫星可以根据波束角度获得移相器的相位配置。根据该相位配置能够生成对应的波束指向，得到该波束指向下所对应的码本向量，并依据该码本向量发射波束。
[0106]
本技术实施例提供的波束调度的方法，通过获取存有波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系的预设关系表，并依据该预设关系表对应的波束调度策略及预设关系表确定重覆盖卫星的波束角度，向重覆盖卫星发送包含该波束角度的波束调度指令，以使重覆盖卫星依据该波束角度发射波束。本技术在面对低轨卫星运动快导致需要频繁进行波束调度的问题时，不需要实时计算波束角度，而是依据波束调度策略直接从预设关系表中读取对应的波束角度，降低了波束调度过程对计算资源的消耗，同时提高了波束调度的效率。
[0107]
请参考图4，为图1所提供的一种的卫星波束调度的方法中s02的一种实际表现方式的流程图。
[0108]
在一些实施例中，可以通过预先建立每颗重覆盖卫星在切换周期内各个切换时刻与卫星重覆盖区域栅格组的映射关系来生成该波束调度策略，即步骤s02中提到的获取所述预设关系表对应的波束调度策略，其具体可以通过执行如图4所示的步骤实现：
[0109]
步骤s21，依据所述预设关系表确定对应的卫星重覆盖区域，并获取所述卫星重覆盖区域的重覆盖卫星的数量。
[0110]
在一些实施例中，由于预设关系表中存有波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系，因此可以依据该卫星重覆盖区域栅格确定该卫星重覆盖区域。
[0111]
在一些实施例中，卫星重覆盖区域的重覆盖卫星的数量可以依据星历信息计算得到。星历信息中存有每隔一定时间某星体预定所在位置，或每隔一定时间某人造卫星预定所在位置，通过星历信息可以推算出每颗卫星在各个切换时刻的位置，再结合每颗卫星的波束覆盖范围，可以确定卫星重覆盖区域的重覆盖卫星的数量。
[0112]
步骤s22，依据所述重覆盖卫星的数量对所述卫星重覆盖区域栅格进行分组处理，得到所述重覆盖卫星的数量对应组数的卫星重覆盖区域栅格组。
[0113]
在一些实施例中，由于卫星重覆盖区域内可能存在着分别与各重覆盖卫星连接着的通信设备，因此为保证卫星重覆盖区域内所有的通信设备都被服务到，需要每颗重覆盖卫星在相互之间不产生干扰的前提下，对所有的卫星重覆盖区域栅格都能够发射波束。
[0114]
在一些实施例中，可以将卫星重覆盖区域栅格随机分组为重覆盖卫星的数量对应组数的卫星重覆盖区域栅格组，也可以将卫星重覆盖区域按照行数或者列数为重覆盖卫星的数量进行对卫星重覆盖区域栅格进行平均分组。
[0115]
在一些实施例中，为提高分组效率，也可以依据模运算对卫星重覆盖区域栅格进行分组。步骤s22中提到的，依据所述重覆盖卫星的数量对所述卫星重覆盖区域栅格进行分组处理，其具体可以为：
[0116]
为每个所述卫星重覆盖区域栅格进行编号；
[0117]
以所述卫星重覆盖区域栅格的编号为被除数，并以所述重覆盖卫星的数量为除数进行模运算，得到模运算结果；
[0118]
将所述模运算结果相同的卫星重覆盖区域划分至同一组卫星重覆盖区域栅格组。
[0119]
例如，请参考图5，为本技术实施例所提供的一种划分卫星重覆盖区域栅格组的示意图。
[0120]
如图5所示，以重覆盖卫星的数量为4颗、卫星重覆盖区域栅格数量为20个为例，通过执行如下步骤完成对卫星重覆盖区域栅格组的划分：
[0121]
为每个卫星重覆盖区域栅格进行编号，得到acover＝{1，2，3...，20}；
[0122]
根据公式b＝f(acover)＝mod(acover，4)＝{1，2，3，0}计算每个卫星重覆盖区域栅格的模运算结果；
[0123]
依据该模运算结果通过逆映射f-1
即可完成对卫星重覆盖区域栅格组的划分：
[0124]
f-1
(1)＝a(cover，1)＝{1，5，9，13，17}，
[0125]
f-1
(2)＝a(cover，2)＝{2，6，10，14，18}，
[0126]
f-1
(3)＝a(cover，3)＝{3，7，11，15，19}，
[0127]
f-1
(0)＝a(cover，0)＝{4，8，12，16，20}。
[0128]
即第1组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为1、5、9、13、17的卫星重覆盖区域栅格，第2组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为2、6、10、14、18的卫星重覆盖区域栅格，第3组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为3、7、11、15、19的卫星重覆盖区域栅格，第4组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为4、8、12、16、20的卫星重覆盖区域栅格。
[0129]
步骤s23，依据所述重覆盖卫星的数量确定切换周期，所述切换周期中包含与所述重覆盖卫星相同数量的切换时刻。
[0130]
在一些实施例中，可以获取预先设定的时间间隔作为相邻两个切换时刻的时间间隔，并将与重覆盖卫星相同数量的切换时刻作为该切换周期。例如，以重覆盖卫星的数量为4颗、相邻两个切换时刻的时间间隔为2秒为例，则该切换周期为t＝{t1，t2，t3，t4}，其中t1与t2的时间间隔为2秒。
[0131]
步骤s24，针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取该重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，所述卫星重覆盖区域栅格组在同一切换时刻仅与一颗重覆盖卫星存在映射关系，所述卫星重覆盖区域栅格组在不同切换时刻与不同重覆盖卫星存在映射关系。
[0132]
在一些实施例中，为保证卫星重覆盖区域内所有的通信设备都被服务到，需要每颗重覆盖卫星在相互之间不产生干扰的前提下，对所有的卫星重覆盖区域栅格都能够发射波束。为达成此目的，本技术实施例获取每颗重覆盖卫星在切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，由于每个卫星重覆盖区域栅格组在同一切换时刻仅与一颗重覆盖卫星存在映射关系，且每个卫星重覆盖区域栅格组在不同切换时刻与不同重覆盖卫星存在映射关系，使得重覆盖卫星在由当前切换时刻切换为下一切换时刻时，其对应的卫星重覆盖区域栅格组也由当前切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组变为下一切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组，以保证在一个切换周期内每组卫星重覆盖区域栅格组都可以被每颗重覆盖卫星发射的波束所覆盖。
[0133]
在一些实施例中，重覆盖卫星在切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系可以为随机设定的，也可以为用户预先依据行业标准自行设定的，本技术对此不作具体限定。
[0134]
在一些实施例中，为提高该映射关系的获取效率，该映射关系也可以为服务器依据预设规则设定的。步骤s24中提到的，针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取该重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，其具体可以为：
[0135]
根据下述公式，确定在第i个切换时刻下，第j颗重覆盖卫星与第f
ij
组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系：
[0136]fij
＝mod((i+j-2)，k)+1
[0137]
其中，i＝1
…
k，j＝1
…
k，k为所述重覆盖卫星的数量。
[0138]
本实施例通过上述公式确定该重覆盖卫星在切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，能够保证在一个切换周期内每组卫星重覆盖区域栅格组都可以被每颗重覆盖卫星发射的波束所覆盖。
[0139]
例如，请参考图6，为本技术实施例所提供的一种重覆盖卫星在切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系的示意图。
[0140]
如图6所示，以重覆盖卫星的数量为4颗、卫星重覆盖区域栅格数量为20个，第1组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为1、5、9、13、17的卫星重覆盖区域栅格，第2组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为2、6、10、14、18的卫星重覆盖区域栅格，第3组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为3、7、11、15、19的卫星重覆盖区域栅格，第4组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为4、8、12、16、20的卫星重覆盖区域栅格为例，可知：
[0141]f11
＝mod((1+1-2)，4)+1＝1，即第1个切换时刻下，第1颗重覆盖卫星与第1组卫星
重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0142]f12
＝mod((1+2-2)，4)+1＝2，即第1个切换时刻下，第2颗重覆盖卫星与第2组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0143]f13
＝mod((1+3-2)，4)+1＝3，即第1个切换时刻下，第3颗重覆盖卫星与第3组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0144]f14
＝mod((1+4-2)，4)+1＝4，即第1个切换时刻下，第4颗重覆盖卫星与第4组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0145]f21
＝mod((2+1-2)，4)+1＝2，即第2个切换时刻下，第1颗重覆盖卫星与第2组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0146]f22
＝mod((2+2-2)，4)+1＝3，即第2个切换时刻下，第2颗重覆盖卫星与第3组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0147]f23
＝mod((2+3-2)，4)+1＝4，即第2个切换时刻下，第3颗重覆盖卫星与第4组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0148]f24
＝mod((2+4-2)，4)+1＝1，即第2个切换时刻下，第4颗重覆盖卫星与第1组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0149]f31
＝mod((3+1-2)，4)+1＝3，即第3个切换时刻下，第1颗重覆盖卫星与第3组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0150]f32
＝mod((3+2-2)，4)+1＝4，即第3个切换时刻下，第2颗重覆盖卫星与第4组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0151]f33
＝mod((3+3-2)，4)+1＝1，即第3个切换时刻下，第3颗重覆盖卫星与第1组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0152]f34
＝mod((3+4-2)，4)+1＝2，即第3个切换时刻下，第4颗重覆盖卫星与第2组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0153]f41
＝mod((4+1-2)，4)+1＝4，即第4个切换时刻下，第1颗重覆盖卫星与第4组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0154]f42
＝mod((4+2-2)，4)+1＝1，即第4个切换时刻下，第2颗重覆盖卫星与第1组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0155]f43
＝mod((4+3-2)，4)+1＝2，即第4个切换时刻下，第3颗重覆盖卫星与第2组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系；
[0156]f44
＝mod((4+4-2)，4)+1＝3，即第4个切换时刻下，第4颗重覆盖卫星与第3组卫星重覆盖区域栅格组存在映射关系。
[0157]
步骤s25，依据每颗重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与卫星重覆盖区域栅格组的映射关系生成所述预设关系表对应的波束调度策略。
[0158]
步骤s26，依据所述波束调度策略及所述预设关系表确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度。
[0159]
在一些实施例中，该波束调度策略中存有每颗重覆盖卫星在切换周期内各个切换时刻与卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，依据波束调度策略可确定每颗重覆盖卫星对应的卫星重覆盖区域栅格组，再依据预设关系表便可确定该卫星重覆盖区域栅格组对应的波束角度。
[0160]
请参考图7，为依据图4所提供的卫星波束调度的方法确定波束角度的流程图。步骤s26中提到的，依据所述波束调度策略及所述预设关系表确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度，其具体可以通过执行图7所示步骤实现：
[0161]
步骤s31，针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，依据所述波束调度策略确定该重覆盖卫星在当前切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组。
[0162]
步骤s32，从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，并依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在当前切换时刻的波束角度。
[0163]
在一些实施例中，由于卫星重覆盖区域内可能存在着分别与各重覆盖卫星连接着的通信设备，因此为保证卫星重覆盖区域内所有的通信设备都被服务到，可以将卫星重覆盖区域栅格组中所有的卫星重覆盖区域栅格作为该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格。
[0164]
在一些实施例中，为进一步提高波束调度的效率，也可只针对存在着与该重覆盖卫星连接着的通信设备的卫星重覆盖区域栅格发射波束，即，将卫星重覆盖区域栅格组中存在着与该重覆盖卫星连接着的通信设备的卫星重覆盖区域栅格作为该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格。即在步骤s32，从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格之前，所述方法还可以执行如下步骤：
[0165]
针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取与该重覆盖卫星连接的通信设备的位置信息；
[0166]
依据所述通信设备的位置信息确定所述通信设备所在的卫星重覆盖区域栅格。
[0167]
在此基础上，步骤s32中提到的，从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，其具体可以为：
[0168]
检测所述卫星重覆盖区域栅格组中是否存在与该重覆盖卫星连接的通信设备；
[0169]
若存在，则确定存在与该重覆盖卫星连接的通信设备的卫星重覆盖区域栅格为该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格。
[0170]
本实施例通过将卫星重覆盖区域栅格组中存在着与该重覆盖卫星连接着的通信设备的卫星重覆盖区域栅格作为该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，进一步提高了波束调度的效率。
[0171]
例如，请参考图8，为本技术实施例所提供的一种重覆盖卫星服务的示意图。
[0172]
如图8所示，以重覆盖卫星的数量为4颗，卫星重覆盖区域栅格数量为20个，当前时刻为t1时刻，与卫星1连接的通信设备为手机a，与卫星2连接的通信设备为手机b，与卫星3连接的通信设备为手机c，与卫星4连接的通信设备为手机d，第1组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为1、5、9、13、17的卫星重覆盖区域栅格，第2组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为2、6、10、14、18的卫星重覆盖区域栅格，第3组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为3、7、11、15、19的卫星重覆盖区域栅格，第4组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为4、8、12、16、20的卫星重覆盖区域栅格为例，可知：
[0173]
在t1时刻时，卫星1从第1组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{1，5，9，13，17}中选择存在手机a的栅格波位{13}进行服务，即在t1时刻从
预设关系表中读取卫星1对应的栅格波位{13}的波束角度
[0174]
在t1时刻时，卫星2从第2组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{2，6，10，14，18}中选择存在手机b的栅格波位{2}进行服务，即在t1时刻从预设关系表中读取卫星2对应的栅格波位{2}的波束角度
[0175]
在t1时刻时，卫星3从第3组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{3，7，11，15，19}中选择存在手机c的栅格波位进行服务，但此时第2组卫星重覆盖区域栅格组{3，7，11，15，19}中均不存在手机c，因此在t1时刻不从预设关系表中读取卫星3对应的波束角度；
[0176]
在t1时刻时，卫星4从第4组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{4，8，12，16，20}中选择存在手机b的栅格波位{16，20}进行服务，即在t1时刻从预设关系表中读取卫星4对应的栅格波位{16，20}的波束角度和
[0177]
在一些实施例中，为进一步提高波束调度的效率，还可以提前读取每颗重覆盖卫星下一切换时刻的波束角度，即在步骤s32，依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在当前切换时刻的波束角度之后，还可以通过执行如下步骤读取每颗重覆盖卫星下一切换时刻的波束角度：
[0178]
针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，依据所述波束调度策略确定该重覆盖卫星在下一切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组；
[0179]
从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星下一切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，并依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在下一切换时刻的波束角度。
[0180]
例如，以重覆盖卫星的数量为4颗，卫星重覆盖区域栅格数量为20个，当前时刻为t1时刻，与卫星1连接的通信设备为手机a，与卫星2连接的通信设备为手机b，与卫星3连接的通信设备为手机c，与卫星4连接的通信设备为手机d，第1组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为1、5、9、13、17的卫星重覆盖区域栅格，第2组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为2、6、10、14、18的卫星重覆盖区域栅格，第3组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为3、7、11、15、19的卫星重覆盖区域栅格，第4组卫星重覆盖区域栅格组包含编号为4、8、12、16、20的卫星重覆盖区域栅格为例，可知：
[0181]
在t2时刻时，卫星1从第2组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{2，6，10，14，18}中选择存在手机a的栅格波位进行服务，但此时第2组卫星重覆盖区域栅格组{2，6，10，14，18}中均不存在手机a，因此在t2时刻不从预设关系表中读取卫星1对应的波束角度；
[0182]
在t2时刻时，卫星2从第3组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{3，7，11，15，19}中选择存在手机b的栅格波位进行服务，但此时第2组卫星重覆盖区域栅格组{3，7，11，15，19}中均不存在手机b，因此在t2时刻不从预设关系表中读取卫星2对应的波束角度；
[0183]
在t2时刻时，卫星3从第4组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{4，8，12，16，20}中选择存在手机c的栅格波位{20}进行服务，即在t2时刻从
预设关系表中读取卫星3对应的栅格波位{20}的波束角度
[0184]
在t2时刻时，卫星4从第1组卫星重覆盖区域栅格组中存在本卫星用户的栅格波位进行服务，即从{1，5，9，13，17}中选择存在手机d的的栅格波位{5}进行服务，即在t2时刻从预设关系表中读取卫星4对应的栅格波位{5}的波束角度
[0185]
请参考图9，为本技术实施例所提供的一种波束调度装置的结构示意图，该装置包括：
[0186]
第一获取模块100，用于获取预设关系表，所述预设关系表中存有波束角度与卫星重覆盖区域栅格的对应关系；
[0187]
第二获取模块200，用于获取所述预设关系表对应的波束调度策略，并依据所述波束调度策略及所述预设关系表确定至少一颗重覆盖卫星的波束角度；
[0188]
发送模块300，用于向所述至少一颗重覆盖卫星发送包含所述波束角度的波束调度指令，所述波束调度指令用于指示所述重覆盖卫星依据所述波束角度发射波束。
[0189]
在上述实施例的基础上，在一些实施例中，该第一获取模块100具体可以用于：
[0190]
获取卫星重覆盖区域图，并对所述卫星重覆盖区域图进行栅格化处理，得到卫星重覆盖区域栅格；
[0191]
根据每个所述卫星重覆盖区域栅格的地理位置信息计算波束指向所述卫星重覆盖区域栅格的波束角度，并依据所述波束角度与所述卫星重覆盖区域栅格的对应关系生成所述预设关系表。
[0192]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第一获取模块100具体可以用于：
[0193]
获取至少一颗重覆盖卫星的运动信息及波束覆盖范围；
[0194]
依据所述至少一颗重覆盖卫星的运动信息及波束覆盖范围计算卫星重覆盖区域的出现时间段及重覆盖范围；
[0195]
依据所述卫星重覆盖区域的出现时间段及重覆盖范围生成每个所述出现时间段对应的卫星重覆盖区域图。
[0196]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第一获取模块100还可以用于：
[0197]
每隔预设时间段对所述卫星重覆盖区域图进行更新，并依据更新后的卫星重覆盖区域图对所述预设关系表进行更新；
[0198]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200具体可以用于：
[0199]
检测所述预设关系表是否更新；
[0200]
若是，则依据更新后的预设关系表生成波束调度策略；
[0201]
若否，则依据当前的预设关系表生成波束调度策略。
[0202]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200具体可以用于：
[0203]
依据所述预设关系表确定对应的卫星重覆盖区域，并获取所述卫星重覆盖区域的重覆盖卫星的数量；
[0204]
依据所述重覆盖卫星的数量对所述卫星重覆盖区域栅格进行分组处理，得到所述
重覆盖卫星的数量对应组数的卫星重覆盖区域栅格组；
[0205]
依据所述重覆盖卫星的数量确定切换周期，所述切换周期中包含与所述重覆盖卫星相同数量的切换时刻；
[0206]
针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取该重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与各组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系，所述卫星重覆盖区域栅格组在同一切换时刻仅与一颗重覆盖卫星存在映射关系，所述卫星重覆盖区域栅格组在不同切换时刻与不同重覆盖卫星存在映射关系；
[0207]
依据每颗重覆盖卫星在所述切换周期内各个切换时刻与卫星重覆盖区域栅格组的映射关系生成所述预设关系表对应的波束调度策略。
[0208]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200具体可以用于：
[0209]
为每个所述卫星重覆盖区域栅格进行编号；
[0210]
以所述卫星重覆盖区域栅格的编号为被除数，并以所述重覆盖卫星的数量为除数进行模运算，得到模运算结果；
[0211]
将所述模运算结果相同的卫星重覆盖区域划分至同一组卫星重覆盖区域栅格组。
[0212]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200具体可以用于：
[0213]
根据下述公式，确定在第i个切换时刻下，第j颗重覆盖卫星与第f
ij
组卫星重覆盖区域栅格组的映射关系：
[0214]fij
＝mod((i+j-2)，k)+1
[0215]
其中，i＝1
…
k，j＝1
…
k，k为所述重覆盖卫星的数量。
[0216]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200具体可以用于：
[0217]
针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，依据所述波束调度策略确定该重覆盖卫星在当前切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组；
[0218]
从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，并依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在当前切换时刻的波束角度。
[0219]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200还可以用于：
[0220]
针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，获取与该重覆盖卫星连接的通信设备的位置信息；
[0221]
依据所述通信设备的位置信息确定所述通信设备所在的卫星重覆盖区域栅格；
[0222]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200具体可以用于：
[0223]
检测所述卫星重覆盖区域栅格组中是否存在与该重覆盖卫星连接的通信设备；
[0224]
若存在，则确定存在与该重覆盖卫星连接的通信设备的卫星重覆盖区域栅格为该重覆盖卫星当前切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格。
[0225]
在上述实施例的基础上，在一些具体实施例中，该第二获取模块200具体可以用于：
[0226]
针对所有重覆盖卫星中的每颗重覆盖卫星，依据所述波束调度策略确定该重覆盖卫星在下一切换时刻对应的卫星重覆盖区域栅格组；
[0227]
从所述卫星重覆盖区域栅格组中确定该重覆盖卫星下一切换时刻待发送波束的卫星重覆盖区域栅格，并依据所述预设关系表确定所述卫星重覆盖区域栅格对应的波束角度为该重覆盖卫星在下一切换时刻的波束角度。
[0228]
本技术实施例提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器用于存储至少一条指令，指令由处理器加载并执行时以实现上述的卫星波束调度的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
[0229]
本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的卫星波束调度的方法，其执行方式和有益效果类似，在这里不再赘述。
[0230]
以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术保护的范围之内。