用于卫星系统的综合资源规划.pdf

本发明涉及用于卫星系统的综合资源规划。公开了一种用于卫星系统的综合资源规划的系统、方法和装置。所述方法包括获取至少一个区域的用户通信需求。所述方法还包括根据用户通信需求为区域中的每个生成包括至少一个波束的波束地图。而且，所述方法包括通过使用波束地图，生成卫星系统的至少一个配置文件。另外，所述方法包括通过比较以下项执行性能分析：用户通信需求与配置文件中的一个，用户通信需求与实际通信需求，配置文件中的一个与所述实际通信需求，和/或配置文件中的一个与配置文件中的另一个。此外，所述方法可选择地包括通过使用配置文件中的至少一个，确定波束中的每个的波束频谱的功率通量谱密度(PFSD)。

权利要求书1.  一种用于卫星系统综合资源规划的方法，所述方法包括： 通过至少一台计算机，获取至少一个区域的用户通信需求； 通过所述至少一台计算机，根据所述用户通信需求，为所述至少一 个区域中的每个生成包括至少一个波束的波束地图； 通过所述至少一台计算机，使用所述波束地图生成所述卫星系统的 至少一个配置文件；以及 通过所述至少一台计算机，通过比较以下项来执行性能分析：所述 用户通信需求中的至少一个与所述至少一个配置文件中的一个，所述用 户通信需求与实际通信需求，所述至少一个配置文件中的一个与所述实 际通信需求，以及所述至少一个配置文件中的一个与所述至少一个配置 文件中的另一个。 2.  根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个区域中的至少一 个由多边形限定。 3.  根据权利要求1所述的方法，其中通过所述至少一台计算机生成 所述至少一个配置文件包括以下项中的至少一项： 为所述卫星系统的每个网关分配网关频谱； 为每个分配组分配分配组频谱； 为所述波束地图中的每个波束分配波束频谱； 为每个网关分配服务带频谱； 为每个波束的所述波束频谱的载波分配功率，以获得每个波束的期 望数据速率和链路余量中的至少一个； 验证所分配的功率不会过载卫星上的任何部件； 验证所述所分配的功率不会过载每个网关上的任何部件；以及 估计所述分配组频谱对所述服务带频谱造成的干扰量；以及 使用所分配的网关频谱、所述分配组频谱、所述波束频谱、所述服 务带频谱和载波功率中的至少一个生成所述至少一个配置文件。 4.  根据权利要求3所述的方法，其中所述分配组中的每个包括至少 一个终端类型。 5.  根据权利要求3所述的方法，其中所述服务带频谱是返回校准频 谱即RCAL频谱、前向校准频谱即FCAL频谱、绝对校准频谱即ACAL 频谱，和指点引用信标频谱即PRB频谱中的至少一个。 6.  根据权利要求1-5中任何一个所述的方法，其中所述方法进一步 包括通过所述至少一台计算机，通过使用所述至少一个配置文件确定每 个波束频谱的功率通量谱密度即PFSD。 7.  一种用于卫星系统的综合资源规划的系统，所述系统包括： 至少一台计算机，用于获取至少一个区域的用户通信需求；用于根 据所述用户通信需求，为所述至少一个区域中的每个生成包括至少一个 波束的波束地图；用于通过使用所述波束地图，生成所述卫星系统的至 少一个配置文件；以及通过比较以下项来执行性能分析：所述用户通信 需求中的至少一个与所述至少一个配置文件中的一个，所述用户通信需 求与实际通信需求，所述至少一个配置文件中的一个与所述实际通信需 求，和/或所述至少一个配置文件中的一个与所述至少一个配置文件中的 另一个。 8.  根据权利要求7所述的系统，其中所述至少一个区域中的至少一 个由多边形限定。 9.  根据权利要求7所述的系统，其中通过所述至少一台计算机生成 至少一个配置文件包括以下项中的至少一项： 为所述卫星系统的每个网关分配网关频谱； 为每个分配组分配分配组频谱； 为所述波束地图中的每个波束分配波束频谱； 为每个网关分配服务带频谱； 为每个波束的所述波束频谱的载波分配功率，以获得每个波束的期 望数据速率和链路余量中的至少一个； 验证所分配的功率不会过载卫星上的任何部件； 验证所述所分配的功率不会过载每个网关上的任何部件；以及 估计所述分配组频谱对所述服务带频谱造成的干扰量；以及 使用所分配的网关频谱、所述分配组频谱、所述波束频谱、所述服 务带频谱和载波功率中的至少一个生成所述至少一个配置文件。 10.  根据权利要求9所述的系统，其中所述分配组中的每个包括至 少一个终端类型。 11.  根据权利要求7-10中的任何一个所述的系统，其中所述至少一 台计算机进一步被配置为通过使用所述至少一个配置文件确定每个波束 频谱的功率通量谱密度即PFSD。

说明书用于卫星系统的综合资源规划
技术领域
本发明涉及资源规划。更具体地，涉及用于卫星系统的综合资源规 划。
背景技术
目前，卫星系统的资源以无序的方式分配，这不能保证所有的系统 约束不被违背。因此，需要一种执行卫星系统资源分配并且确保所有的 系统约束不被违背的综合解决方案。
发明概述
本发明涉及一种用于卫星系统的综合资源规划的方法，系统和装置。 在一个或更多个实施例中，用于卫星系统的综合资源规划的方法包括通 过至少一台计算机，获取至少一个区域的用户通信需求。所述方法进一 步包括通过所述至少一台计算机，根据用户通信需求，为区域中的每个 生成包括至少一个波束的波束地图。此外，所述方法包括通过至少一台 计算机使用波束地图生成所述卫星系统的至少一个配置文件。此外，所 述方法包括通过至少一台计算机，通过比较以下项执行性能分析：用户 通信需求与配置文件中的一个，用户通信需求与实际通信需求，配置文 件中的一个与实际通信需求，和/或配置文件中的一个与配置文件中的另 一个。
在一个或更多个实施例中，区域中的至少一个由多边形限定。在一 些实施例中，多边形由至少三个点限定，其中每个点包括纬度和经度。 在一个或更多个实施例中，波束中的至少一个是小区。
在至少一个实施例中，通过至少一台计算机生成至少一个配置文件 包括：为卫星系统的每个网关分配网关频谱；为每个分配组分配分配组 频谱；为波束地图中的每个波束分配波束频谱；为每个网关分配服务带 频谱；为每个波束的波束频谱的载波分配功率，以获得每个波束的期望 数据速率和链路余量中的至少一个；验证所分配的功率不会过载卫星上 的任何部件；验证所分配的功率不会过载每个网关上的任何部件；估计 分配组频谱对服务带频谱造成的干扰量；和/或使用所分配的网关频谱、 分配组频谱、波束频谱、服务带频谱和载波功率中的至少一个生成至少 一个配置文件。在至少一个实施例中，验证没有被过载的卫星上的部件 包括固态功率放大器(SSPA)、行波管放大器(TWTA)和/或双工器。 所述工具还确保不超出地面卫星基站子系统(SBSS)动态功率范围。
在一个或更多个实施例中，分配组中的每个包括至少一个终端类型。 在一些实施例中，至少一个终端类型是手持式-不显眼设备、手持式-智能 手机设备、手持式-加固型设备、资产跟踪设备、便携设备、半固定设备、 车辆设备、海上-小型设备、海上-大型设备和/或航空设备。
在至少一个实施例中，服务带频谱是返回校准(return calibration, RCAL)频谱、前向校准(FCAL)频谱、绝对校准(ACAL)频谱和/或 指点引用信标(PRB)频谱。在一些实施例中，所述方法进一步包括通 过至少一台计算机，通过使用至少一个配置文件确定每个波束频谱的功 率通量谱密度(PFSD)。
在一个或更多个实施例中，用于卫星系统的综合资源规划的系统包 括至少一台计算机，以获取至少一个区域的用户通信需求；以根据所述 用户通信需求，为区域中的每个生成包括至少一个波束的波束地图；以 使用波束地图，生成卫星系统的至少一个配置文件；和/或以通过比较以 下项执行性能分析：用户通信需求与配置文件中的一个，用户通信需求 与实际通信需求，配置文件中的一个与实际通信需求，和/或配置文件中 的一个与配置文件中的另一个。
在一个或更多个实施例中，通过至少一台计算机生成至少一个配置 文件包括以下项中至少一项：为卫星系统的每个网关分配网关频谱；为 每个分配组分配分配组频谱；为波束地图中的每个波束分配波束频谱； 为每个网关分配服务带频谱；为每个波束的波束频谱的载波分配功率， 以获得每个波束的期望数据速率和/或链路余量中的至少一个；验证所分 配的功率不会过载卫星上和每个网关上的任何部件；以及估计分配组频 谱对服务带频谱造成的干扰量；以及使用所分配的网关频谱、分配组频 谱、波束频谱、服务带频谱和/或载波功率中的至少一个生成至少一个配 置文件。
在至少一个实施例中，至少一台计算机进一步被配置为通过使用至 少一个配置文件，确定每个波束频谱的功率通量谱密度(PFSD)。
一种用于卫星系统的综合资源规划的方法，所述方法包括：通过至 少一台计算机，获取至少一个区域的用户通信需求；通过至少一台计算 机，根据用户通信需求，为至少一个区域中的每个生成包括至少一个波 束的波束地图；通过至少一台计算机使用波束地图生成卫星系统的至少 一个配置文件。以及通过至少一台计算机，通过比较以下项执行性能分 析：用户通信需求中的至少一个与至少一个配置文件中的一个，用户通 信需求与实际通信需求，至少一个配置文件中的一个与实际通信需求， 至少一个配置文件中的一个与至少一个配置文件中的另一个。
在所述方法中，至少一个区域中的至少一个由多边形限定。在所述 方法中，多边形由至少三个点限定，其中，每个点包括纬度和经度。
在所述方法中，至少一个波束是小区。在所述方法中，通过至少一 台计算机生成至少一个配置文件包括以下项中的至少一项：为卫星系统 的每个网关分配网关频谱；为每个分配组分配分配组频谱；为波束地图 中的每个波束分配波束频谱；为每个网关分配服务带频谱；为每个波束 的波束频谱的载波分配功率，以获得每个波束的期望数据速率和链路余 量中的至少一个；验证所分配的功率不会过载卫星上的任何部件；验证 所分配的功率不会过载每个网关上的任何部件；以及估计分配组频谱对 服务带频谱造成的干扰量；以及使用所分配的网关频谱、分配组频谱、 波束频谱、服务带频谱和载波功率中的至少一个生成至少一个配置文件。
在所述方法中，分配组中的每个包括至少一个终端类型。在所述方 法中，至少一个终端类型为手持式-不显眼设备、手持式-智能手机设备、 手持式-加固型设备、资产跟踪设备、便携设备、半固定设备、车辆设备、 海上-小型装置、海上-大型设备和航空设备中的至少一个。在所述方法中， 所述卫星上的部件是固态功率放大器(SSPA)、行波管放大器(TWTA) 和双工器中的至少一个。
在所述方法中，服务带频谱是返回校准(RCAL)频谱、前向校准 (FCAL)频谱、绝对校准(ACAL)频谱和指点引用信标(PRB)频谱 中的至少一个。根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括： 通过至少一台计算机，通过使用至少一个配置文件确定每个波束频谱的 功率通量谱密度(PFSD)。
一种用于卫星系统的综合资源规划的系统，所述系统包括：至少一 台计算机，以获取至少一个区域的用户通信需求；以根据所述用户通信 需求，为至少一个区域中的每个生成包括至少一个波束的波束地图；以 使用波束地图，生成卫星系统的至少一个配置文件；以及通过比较以下 项执行性能分析：用户通信需求中的至少一个与至少一个配置文件中的 一个，用户通信需求与实际通信需求，至少一个配置文件中的一个与实 际通信需求，至少一个配置文件中的一个与至少一个配置文件中的另一 个。
在所述系统中，至少一个区域中的至少一个由多边形限定。在所述 系统中，所述多边形由至少三个点定义，其中，每个点包括纬度和经度。 在所述系统中，至少一个波束是小区。在所述系统中，通过至少一台计 算机生成至少一个配置文件包括以下项中至少一项：为卫星系统的每个 网关分配网关频谱；为每个分配组分配分配组频谱；为波束地图中的每 个波束分配波束频谱；为每个网关分配服务带频谱；为每个波束的波束 频谱的载波分配功率，以获得每个波束的期望数据速率和链路余量中的 至少一个；验证所分配的功率不会过载卫星上的任何部件；验证所分配 的功率不会过载每个网关上的任何部件；估计分配组频谱对服务带频谱 造成的干扰量；以及使用所分配的网关频谱、分配组频谱、波束频谱、 服务带频谱和载波功率中的至少一个生成至少一个配置文件。
在所述系统中，分配组中的每个包括至少一个终端类型。在所述系 统中，至少一个终端类型是手持式-不显眼设备、手持式-智能手机设备、 手持式-加固型设备、资产跟踪设备、便携设备、半固定设备、车辆设备、 海上-小型装置、海上-大型设备和航空设备中的至少一个。在所述系统中， 所述卫星上的部件是固态功率放大器(SSPA)、行波管放大器(TWTA) 和双工器中的至少一个。
在所述系统中，服务带的频谱是返回校准(RCAL)频谱、前向校准 (FCAL)频谱、绝对校准(ACAL)频谱或指点引用信标(PRB)频谱 中的至少一个。在所述系统中，至少一台计算机进一步被配置为通过使 用至少一个配置文件来确定每个波束频谱的功率通量谱密度(PFSD)。
本发明的特征、功能和优点可以独立地在不同的实施例中实现，或 通过组合在其它实施例中实现。
附图说明
借助具体实施方式、所附权力要求和附图其它本发明的这些或其它 特征、方面和优点将被更好地理解。
图1是根据本发明的至少一个实施例的示例性卫星系统的原理图， 该卫星系统可采用图4中公开的用于卫星系统的综合资源规划的方法。
图2是根据本发明的至少一个实施例的示出用于专用频谱和共享频 谱的波束地图的示例性波束(即小区)的原理图。
图3是根据本发明的至少一个实施例的示出包括各种示例性终端类 型和小区类型的示例性分配组的示意图。
图4是根据本发明的至少一个实施例的示出公开的用于卫星系统的 综合资源规划的方法的流程图。
图5是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中公开的用于卫星 系统的综合资源规划的方法的通信量需求映射过程的示意图。
图6是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中公开的用于卫星 系统的综合资源规划的方法所公开的频谱和功率分配(SPA)过程的流程 图。
图7是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务1(向网关分配频谱)的示意图。
图8是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务2，部分A(向分配组分配频谱)的示意图。
图9是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务2，部分B(分配载波频率和波束端口)的示 意图。
图10是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务3(分配天基网(SBN)内核资源)的示意图。
图11是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务4(执行链路分析)的示意图。
图12是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务5(卫星载荷验证)的示意图。
图13是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务6(执行天基卫星子系统(SBSS)动态范围验 证)的示意图。
图14是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务7(SBN内核支持信号验证)的示意图。
图15是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中公开的频谱和功 率分配(SPA)过程的任务8(生成到配置文件发生器的输出)的示意图。
图16是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中公开的用于卫星 系统的综合资源规划的方法的前向发射过程的示意图。
图17是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中公开的用于卫星 系统的综合资源规划的方法的性能分析过程的示意图。
具体实施方式
此处公开的方法和装置提供用于卫星系统的综合资源规划的操作系 统。更具体地，所述公开的系统包括资源分配(RA)工具，资源分配工 具提供用于卫星系统的分配资源的综合解决方案，并确保不违背系统约 束。
在至少一个实施例中，本发明教导RA工具向用户提供指导，以便 例如在移动卫星系统(MSS)中分配资源并为MSS产生必要的系统配置 数据(例如，以配置文件的形式)。RA工具管理系统资源和约束，该约 束通过集成范围在以下项的多个技术来引入：产品终端(例如，智能手 机)、卫星频谱和功率资源、基于地面波束形成器(GBBF)资源、卫星 基站子系统(SBSS)资源，以及GEO(静止地球轨道)移动速率(GMR) -1三代(3G)公共空中接口。
此外，在至少一个实施例中，公开的系统确保终端(例如，智能手 机)传输和接收功率在终端的动态范围内，确保卫星频谱和功率使用不 超出它们的限制，配置支持系统(例如，系统校准)以确保系统的合适 操作，确保GBBF波束端口使用不被超出，和/或确保SBSS资源的合适 配置以便符合GMR-13G标准。
在下面描述中，阐述许多细节以便提供系统更全面的描述。然而， 对于本领域的技术人员显而易见的是所公开的系统可在没有这些具体细 节的情况下实践。在其它实例中，众所周知的特征未被详细地描述，以 免不必要地模糊系统。
图1是根据本发明的至少一个实施例的示例性卫星系统的原理图 100，该卫星系统可采用图4中公开的用于卫星系统的综合资源规划的方 法400。应当注意的是，与图1中所示的示例性卫星系统不同的各种卫星 系统可以采用公开的方法400。
在此图中，示出包括多个L波段波束(例如，小区)120的波束地图。 应当注意的是，在其它实施例中，除了L波段，可以使用波束的各种不 同的频带(例如，C波段、Ku波段和Ka波段)。
此外，示出各种类型的用户终端130，所述用户终端能够通过使用所 述L波段波束120相互通信。所示的用户终端类型为便携型笔记本电脑 类型设备130a、手持式-智能手机设备130b、海上-小型设备130c和航空 设备130d。对于其它实施例，可以采用各种不同类型的用户终端。参照 图3以查看可以采用的用户终端的各种不同类型的示例性列表310。
在图1中还示出天基网(SBN)内核140，其包括从波束120发射和 接收L波段信号160以及从网关155发射和接收Ku波段信号170的 GEO-移动卫星150。应当注意的是，虽然未示出，但是本示例性卫星系 统包括两个网关155。另外，应当注意的是，在其它实施例中，可采用一 个或多于两个网关155。SBN内核140还包括射频设备165和基于地面 波束形成器(GBBF)175。SBN内核140通过波束端口185与地面通信 网络180连接，该波束端口185为光纤连接，其允许每个波束120的数 据从GBBF 175转移到地面通信网络180以及从地面通信网络180转移。
此外，在本图中，地面通信网络180被示出包括卫星基站子系统 (SBSS)185、核心网190以及增值服务195(诸如资产跟踪，客户服务 和计费服务(CCBS)以及法律拦截)。地面通信网络180还被示出与外 部网络197进行通信。
图2是根据本发明的至少一个实施例的示出用于专用频谱和共享频 谱的波束地图205的示例性波束(即小区)的原理图200。在本图中，示 出三个波束地图205a、205b、205c。在第一波束地图205a中，示出使用 专用频谱(即仅由墨西哥使用的频谱)的多个波束210。在第二波束地图 205b中，示出使用共享频谱(即由墨西哥和美国使用的频谱)的多个波 束220。以及在第三波束地图205c中，示出使用专用频谱的多个波束240 和使用专用频谱和共享频谱的多个波束230。此外，应当注意到，示例性 波束210、220、240利用七色重用模式(例如，对于地图205a，波束号 16-22包括一个七色重用模式；对于地图205b，波束号23-29包括一个七 色重用模式)。示范性波束230采用两组七色重用模式(例如，对于图205c， 波束号16-29包括两组七色重用模式)。
图3是根据本发明的至少一个实施例的示出包括各种示例性终端类 型310和小区类型330的示例性分配组350的示意图300。在本图中，系 统工程师(SE)通过利用小区类型330分组分配类型320(即控制信道 和/或终端类型310)来限定分配组340。终端类型310包括，例如，手持 式-不显眼设备、手持式-智能手机设备、手持式-加固型设备、资产跟踪 设备、便携式设备、半固定设备、车辆设备、海上-小型设备、海上-大型 设备和航空设备。应当注意的是，在其它实施例中，除了本图中所示的 终端类型310之外，可以使用各种不同的终端类型。小区类型330包括 标准小区、区域小区(即比标准小区尺寸大的小区)和微型小区(即比 标准小区尺寸小的小区)。在其它实施例中，除了本图中所示的小区类型 330之外，可以使用各种不同类型的小区。
一旦SE已经限定分配组350，每个分配组350(例如，AG5)将包 含小区类型(例如标准)和分配类型，诸如终端类型(例如，手持式-智 能手机、手持式-加固型设备以及资产跟踪设备)。
图4是根据本发明的至少一个实施例的示出所公开的用于卫星系统 的综合资源规划的方法400的流程图。在本图中，更具体地，描绘了所 公开的资源分配(RA)工具405的各种不同的过程。资源分配工具405 (其运行在至少一台计算机上)被示出包括四个主要过程：通信量需求 (TD)映射过程410、频谱和功率分配过程(SPA)415、前向发射过程 420和性能分析过程425。
通信量需求映射过程410将用户需求映射到单独波束(如小区)。SPA 过程415包括八项任务。更具体地，对于SPA过程415，任务1为每个 网关分配频谱，任务2向每个分配组分配频谱，任务3分配天基网(SBN) 内核资源，任务4执行链路分析，任务5执行卫星负载分析，任务6执 行动态范围验证，任务7验证SBN内核性能，以及任务8向文件发生器 (PG)输出分配数据，以生成卫星系统的配置文件。所述前向发射过程 420执行辐射发射分析，以检查邻近区域中可能的频率溢出。并且，性能 分析过程425分析和比较通信量需求与生成的配置文件，通信量需求与 实际需求(例如，从统计数据中获得)，生成的配置文件与实际需求，和 /或第一配置文件与第二配置文件。
在本图中还示出资源分配工具405的各种输入和输出。根据SE，可 用的L波段频谱430和客户通信量需求目标435(例如，参照图2)被输 入到资源分配工具405。此外，其它系统资源分配(SRA)工具和功能(例 如，波束加权发生器(BWG)440和配置文件发生器(PG)445都在至 少一台计算机上运行)产生资源分配工具405的输入，和/或接收来自资 源分配工具405的输出。
图5是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中公开的用于卫星 系统的综合资源规划的方法400的通信量需求映射过程的示意图500。在 本图中，SE接收由多边形限定的用户通信需求的区域。描绘三个地图510 以示出区域的示例性用户通信需求和根据该需求的小区映射。在地图 510a，多边形A示出由多边形定义的军队通信需求的区域，多边形B示 出由多边形定义的警察通信需求的区域。
通信量需求聚合工具(其运行在至少一台计算机上)获得来自SE的 由多边形定义的区域，并通过第一聚合多边形执行通信量需求映射。地 图510b示出聚合在一起的多边形(即多边形A和多边形B)。多边形A 和多边形B的重叠区域520具有比多边形A和多边形B的非重叠区域530 更高的需求。通信量需求聚合工具进而通过根据需求映射波束(即小区) 到多边形来执行通信量需求映射。地图510c示出包括映射波束的波束地 图。更具体地，地图510c示出聚合的高水平需求540的波束和聚合的低 水平需求550的波束。
图6是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中公开的用于卫星 系统的综合资源规划的方法400所公开的频谱和功率分配(SPA)过程 600的流程图。应当注意的是，SPA过程600的任务将在图7-15的描述 中更详细的说明。
所述SPA过程600由SPA工具(其运行在至少一台计算机上)执行。 在此过程600开始时，任务1向每个网关605分配频谱(即网关频谱)。 然后，任务2向每个分配组(AG)610分配频谱(即分配组频谱)。所述 过程600然后确定分配组频谱是否充足645，如果频谱被确定为不充足， 则所述过程600返回到任务1605。
如果频谱被确定为充足时，所述过程进行到任务3615。任务3分配 SBN内核资源615。所述过程600然后确定分配组频谱是否充足650，如 果频谱被确定为不充足，则所述过程600返回到任务1605。
如果频谱被确定为充足时，所述过程进行到任务4620。任务4执行 链接分析620。所述过程600然后确定链路性能是否充足655，如果链路 性能被确定为不充足，所述过程600确定是否修改频率规划或修改功率 675。如果过程600确定修改频率规划，则过程600返回到任务1605以 修改频率规划685(例如，对于大的修改)，或返回到任务2610以修改 频率规划690(例如，对于小的修改)。然而，如果过程600确定修改功 率，则过程600然后返回到任务3615以修改前向校准功率设置695或返 回到任务4620以修改分配功率680。
如果链路性能被确定为满足时，所述过程进行到任务5625。任务5 执行卫星负载分析625。过程600然后确定卫星是否过载660。如果确定 卫星过载，过程600确定是否修改频率规划或修改功率675。如果过程 600确定修改频率规划，则过程600返回到任务1605以修改频率规划685 (例如，对于大的修改)，或返回到任务2610以修改频率规划690(例 如，对于小的修改)。然而，如果过程600确定修改功率，过程600然后 返回到任务4620以修改分配功率680或返回到任务3615以修改前向校 准功率设置695。
如果确定卫星没有过载，则所述过程进行到任务6630。任务6执行 天基卫星子系统(SBSS)动态范围验证630。过程600然后确定SBSS 是否在动态范围665。如果确定SBSS不在动态范围，则过程600确定是 否修改频率规划或修改功率675。如果过程600确定修改频率规划，则过 程600返回到任务1605以修改频率规划685(例如，对于大的修改)， 或返回到任务2610以修改频率规划690(例如，对于小的修改)。然而， 如果过程600确定修改功率，则过程600然后返回到任务4620以修改分 配功率680或返回到任务3615以修改前向校准功率设置695。
如果确定卫星是在动态范围内，则所述过程进行到任务7635。任务 7验证天基网(SBN)内核性能635。过程600然后确定是否满足SBN 内核性能阈值670。如果确定不满足所述阈值，则过程600返回到任务3 615。
如果确定满足所述阈值，则过程600进行到任务8640。任务8输出 分配数据到配置文件发生器(PG)。PG(其运行在至少一台计算机上) 使用分配数据以产生卫星系统的至少一个配置文件。
图7是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务1(向网关分配频谱)的示意图700。 对于该任务，可用的L波段频谱被用作SPA工具的输入710以给每个网 关分配网关频谱720(例如，网关1和网关2)，从而生成730(即输出) 网关频谱规划740。
图8是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务2，部分A(向分配组分配频谱)的示 意图800。对于此任务，网关频谱规划740(参照图7)和通信量需求波 束地图510c(参照图5)被用作SPA工具的输入810以为每个分配组(AG) 分配820分配组频谱。一旦分配组频谱被分配到每个分配组，SPA工具 确定分配组频谱是否充足830。如果确定所述频谱是不充足的，所述工具 返回840到任务1(参照图7)。然而，如果确定所述频谱是充足的，所 述工具输出850分配组频率规划860。
图9是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务2，部分B(分配载波频率和波束端口) 的示意图900。对于此任务，来自通信量需求波束地图510c(参照图5) 的聚合通信量需求540和550、分配组频率规划860(参照图8)和由波 束加权生成器工具产生的每个波束加权类型的频率再利用图案，被用作 SPA工具的输入910，以向每个波束的载波分配L波段频率和波束端口， 从而满足通信量需求(即满足每个波束的期望数据速率)。SPA工具然 后确定分配组频谱是否充足930。如果确定所述频谱是不充足的，所述工 具将返回940到任务1(参照图7)。然而，如果确定所述频谱是充足的， 所述工具输出950分配到载波960的频率和波束端口。
图10是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务3(分配天基网(SBN)内核资源)的 示意图1000。对于此任务，每个网关的频谱分配被用作SPA工具的输入 1010，以分配1020SBN内核配置(例如，前向校准(FCAL)信号、返 回校准(RCAL)信号、绝对校准(ACAL)信号和所述指点引用信标(PRB) 信号(即波束指点信号)的码片速率、频率和功率)。SPA工具然后确定 可用的频谱是否充足1030。如果确定所述频谱是不充足的，所述工具返 回1040到任务1(参照图7)。然而，如果确定所述频谱是充足的，所述 工具输出1050分配到FCAL、RCAL、ACAL和PRB的信号的L波段频 率、码片速率和功率(例如，为每个网关输出服务频带频谱1060(例如， 包括RCAL信号))。
图11是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱 和功率分配(SPA)过程600的任务4(执行链路分析)的示意图1100。 对于此任务，载波960的频率分配(参照图9)、每个终端类型的期望数 据速率和L波段移动余量，以及分配组性能特性(例如，有效全向辐射 功率(EIRP)、随温度增益(G/T)、极化和活动因子)被用作SPA工具 的输入1110以执行链路分析1120(例如，优化前向L波段EIRP以实现 期望的L波段移动余量，估计返回的L波段余量，估计前向和返回的数 据速率，导出载波分配数据到电子表格中以便SE用于手动修改，以及重 新评估载波分配数据和估计L波段余量和数据速率)。SPA工具然后确定 链路性能是否满足1130。如果确定链路性能是不满足的，则所述工具导 出载波分配数据到电子表格以便SE用于手动修改，或所述工具返回1140 到任务1(参照图7)，或返回800到任务2(参照图8)。然而，如果确 定链路性能是满足的，所述工具输出1150每个载波所分配的前向L波段 EIRP和功率和每个载波所估计的L波段移动余量和数据速率。
图12是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务5(卫星负载验证)的示意图1200。对 于此任务，每个载波所分配的前向L波段EIRP和功率(来自任务4)、 来自SE的每个分配组的活动因子、小区数据(即来自BWG的小区的波 束映射和方向性)被用作SPA工具的输入1210以执行卫星负载验证1220 (如计算聚合SSPA负载，如果SSPA过载，降低载波功率或移除载波； 计算双工器负载；如果双工器过载，降低载波功率或移除载波)。SPA工 具然后确定卫星是否(即卫星部件，如SSPA和双工器)过载1230。如 果确定所述卫星过载，所述工具能够运行自动程序以减少卫星负载，或 能够导出载波分配数据到电子表格以便SE用于手动修改，或所述工具返 回1240到任务1(参照图7)、任务2(参照图8和图9)、任务3(参照 图10)或任务4(参照图11)。然而，如果确定所述卫星没有过载，所述 工具输出1250每个载波所分配的前向L波段EIRP和功率。
图13是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务6(执行天基卫星子系统(SBSS)动态 范围验证)的示意图1300。对于此任务，每个载波所分配的前向L波段 EIRP和功率(来自任务4)、来自SE的每个分配组的最大返回EIRP、小 区数据(即来自BWG的小区的波束权重映射和方向性)、SBSS动态范 围以及寿命(BOL)增益设置的开始被用作SPA工具的输入1310，以执 行动态范围验证1320(例如，确定波束权重归一化；如果超出SBSS动 态范围，执行自动程序以重新归一化波束增益，或者导出载波分配数据 到电子表格用于手工修改；以及分配SBSS载波功率设置)。SPA工具然 后确定SBSS是否在动态范围(即确定任一SBSS部件是否过载)1330。 如果确定SBSS不在动态范围内，则所述工具能够执行自动程序以重新归 一化波束增益或导出载波分配数据到电子表格用于手动修改，然后重新 评估载波分配并且估计L波段余量和数据速率，或者所述工具返回1340 到任务1(参照图7)、任务2(参考图8和图9)或者任务4(参照图11)。 然而，如果确定SBSS在动态范围内，所述工具输出1350每个波束的波 束权重归一化因子和SBSS载波功率设置。
图14是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务7(SBN内核支持信号验证)的示意图 1400。对于此任务，SBN内核支持信号设置(来自任务3)、每个载波所 分配的前向L波段EIRP和功率(来自任务4、5和6)，以及来自SE的 每个分配组的活动因子被用作SPA工具的输入1410以执行SBN内核支 持信号验证1420(例如，参考频谱1460确定分配组频谱对服务带频谱造 成多少干扰量(例如，RCAL信号))。SPA工具然后确定是否满足1730SBN 内核性能阈值(例如，干扰阈值)。如果确定未满足所述阈值，所述工具 返回1440到任务3(参照图10)。然而，如果确定满足所述阈值，所述 工具输出1450SBN内核支持信号设置和所估计的SBN内核支持信号性 能。
图15是根据本发明的至少一个实施例的示出图6中所公开的频谱和 功率分配(SPA)过程600的任务8(生成到配置文件发生器的输出)的 示意图1500。对于此任务，来自之前任务的频谱和波束端口功率分配被 用作SPA工具的输入1510以生成配置文件发生器(PG)的原始数据， 配置文件发生器运行在至少一台计算机上。SPA工具然后输出1530原始 文本文件到PG，所述PG使用数据来生成用于卫星系统的至少一个配置 文件。
图16是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中所公开的用于卫 星系统的综合资源规划的方法400的前向发射过程的示意图1600。前向 发射过程由运行在至少一台计算机上的前向发射工具执行。对于前向发 射过程，来自SE的每个区域的每个频谱的PFSD限制、载波分配(即来 自任务2、4、5和6的频谱和功率)、FCAL设置(来自任务3)、来自数 据库(DB)的BOL数据的航天器热噪声层、来自BWG的天线性能数据 以及来自DB的BOL数据的SSPA特征，被用作前向发射工具的输入 1610，以执行前向发射1620(例如，计算通信量发射、计算FCAL发射、 计算热噪声发射，以及计算出噪声功率比(NPR)发射)(即，确定每个 波束频谱的PFSD以确定在邻近区域中的频率溢出)。所述工具然后确定 是否满足1630前向发射阈值(例如，溢出阈值)。如果确定不满足所述 阈值，则用户能够返回到SPA的任务1(参照图7)、任务2(参照以图8 和图9)、任务3(参照图10)，或者任务4(参照图11)。然而，如果确 定满足所述阈值，则所述工具输出1650每个波束频谱的估计的PFSD值， 并且可选择地产生包括PFSD值的地图1660。
图17是根据本发明的至少一个实施例的示出图4中所公开的用于卫 星系统的综合资源规划的方法400的性能分析过程的示意图1700。性能 分析过程由运行在至少一台计算机上的性能分析工具执行。资源分配 (RA)工具的性能分析过程可执行各种不同类型的分析和比较。可由性 能分析工具来执行分析和比较的类型包括，但不限于，通信量需求(TD) 与所生成的配置信息(即规划)的比较/分析1710，通信量需求与实际需 求(从统计数据)的比较/分析1720，所生成的配置文件与实际需求的比 较/分析1730，以及所生成的配置文件中的一个与所生成的配置文件中的 另一个的比较1740。
尽管本文已经公开某些说明性实施例和方法，但是根据上述公开对 本领域技术人员来说明显的是在不脱离所公开的技术的真正精神和范围 的情况下，能够对这些实施例和方法做变化和修改。已公开技术存在很 多其它实施例，每个实施例仅在细节上不同于其它实施例。因此，所公 开的技术仅由所附的权利要求和可适用的法律的规则和原则要求的范围 限制。