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制作方法
【技术领域】
[0001]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】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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 I ay down)。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。
[0005]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-0BBF)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。
[0006]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】
[0007]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。
[0008]一种卫星通信系统，包括被配置为提供覆盖以供在第一地理区域进行通信的地面基站和卫星，并且抑制该通信免受来自第一地理区域之外的不同的第二地理区域的干扰。根据示例性实施方式的一个方面，提供卫星并且包括星载波束形成器(OBBF)，馈送阵列以及馈送链路天线。OBBF被配置为产生多个点波束，包括用于第一地理区域的第一点波束以及用于第二地理区域的单独的第二点波束。馈送阵列被配置为接收用于第一地理区域的第一点波束中的第一信号，以及接收用于第二地理区域的第二点波束中的第二信号。第一信号的至少一部分承载通信，以及第二信号的至少一部分承载干扰。然后，馈送链路天线被配置为将第一信号和第二信号发送到地面基站，该地面基站被配置为处理第一信号和第二信号，并且基于此至少抑制第一信号的承载通信的那部分受到任何干扰。
[0009]在一个示例中，被配置为接收第一信号的馈送阵列可以包括，被配置为接收第一信号的承载通信的第一部分以及第一信号的其中缺少通信的另一第二部分。在该实施例中，被配置为发射第一信号的馈送链路天线可包括，被配置为发射第一信号的第一部分和第二部分，地面基站被配置为处理第一信号的第二部分和第二信号，并且基于此抑制来自第一信号的第一部分受到任何干扰。
[0010]在进一步实施例中，被配置为接收第一信号的第二部分的馈送阵列可包括，被配置为在第一地理区域不存在通信的已知持续时段的规定的、周期时间期间接收第一信号的第二部分。同样，在进一步实施例中，馈送阵列可以被配置为，在第一地理区域不存在通信的已知持续时段的规定的时间期间接收被分配的频带部分中的第一信号的第二部分。
[0011]在一个示例中，被配置为发射第一信号和第二信号的馈送链路天线可包括，被配置为将第一信号和第二信号发射至地面基站，其中，该地面基站被配置为基于第一信号和第二信号计算一个或多个波束加权并且将该波束加权至少应用于第一信号的承载通信的那部分。
[0012]根据示例性实施方式的另一个方面，设置地面基站并且包括无线电频率设备和耦接至无线电频率设备的信号处理器。无线电频率设备被配置为接收来自包括诸如上述的星载波束形成器的卫星的第一信号和单独的第二信号。然后，信号处理器可被配置为处理第一信号和第二信号，并且基于此至少抑制第一信号的承载通信的那部分受到任何干扰。
[0013]在一个示例中，被配置为接收第一信号的无线电频率设备可包括，被配置为接收第一信号的承载通信的第一部分，以及第一信号中的不存在通信的第二部分。在该实施例中，被配置为处理第一信号和第二信号的信号处理器可包括，被配置为处理第一信号的第二部分和第二信号，并且基于此抑制第一信号的第一部分受到任何干扰。
[0014]在进一步实施例中，被配置为接收第一信号的第二部分的无线电频率设备可包括，被配置为在第一地理区域中不存在通信的已知持续时段的规划的、周期时间期间接收第一信号的第二部分。同样，在进一步实施例中，被配置为接收第一信号的第二部分的无线电频率设备可包括，被配置为在第一地理区域中不存在通信的已知持续时段的规划时间期间，在分配的频带部分中接收第一信号的第二部分。
[0015]在一个示例中，信号处理器可包括波束加权发生器和波束形成器。波束加权发生器可被配置为基于第一信号和第二信号计算一个或多个波束加权。并且，波束形成器被配置为将波束加权至少应用于第一信号的承载通信的那部分。
[0016]在示例性实施方式的其它特征中，提供一种方法用于提供覆盖以供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。本文中论述的特征、功能和优点可以独立地在各种示例想实施方式或者其它示例性实施方式的结合中实现，更多细节将参考以下说明和附图了解。
【附图说明】
[0017]参考以下附图，将概括地描述本公开内容的示例性实施方式，以下附图不必按比例绘制，其中:
[0018]图1示出了根据本公开内容的示例性实施方式的卫星通信系统；
[0019]图2示出了根据本公开内容的一个示例性实施方式包括用于各个单独覆盖和干扰区域的波束沉积的地理区；
[0020]图3是根据本公开内容的示例性实施方式的卫星通信系统的示意性框图；以及
[0021]图4和图5示出了根据本公开内容的示例性实施方式的方面的相应的方法中包括的多个操作的流程图。
【具体实施方式】
[0022]本公开内容的一些实施方式现在将参考其中示出一些而不是全部的本公开内容的实施方式的附图在下文中更充分地描述。实际上，本公开内容的各种实施方式可以概括许多不同的形式并且不应当限于本文中阐述的实施方式中；相反地，提供的这些示例性实施方式使得本公开内容更加彻底和完全，并且将会充分地传达本公开内容的范围至本领域中的技术人员。例如，可以参考本文中的部件之间的尺寸或关系。这些及其它相似的关系可以完全的或者大概的解释由于设计容许量等导致的变化的出现。在本文中相同参考数字代表相同元件。
[0023]本公开内容涉及卫星通信系统中的干扰抑制。如本文中描述的，可以不失一般性地使用术语“卫星”并且包括其它在各种示例中可以位于陆地或者装载在移动式平台(例如，陆地车辆、飞行器、航天器、船舶)的中继和分布装置的类型。因此，尽管示出并描述的示例性实施方式的通信系统包括一个或多个“卫星”，该术语的范围更广义地包括一个或多个中继和分布装置。
[0024]图1示出了根据本公开内容的各种示例性实施方式的卫星通信系统100的一个示例。如示出的，卫星通信系统包括一个或多个卫星102、一个或多个卫星地面基站104和多个用户终端106。用户终端是各种不同类型，诸如小