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龙图腾网获悉南京邮电大学申请的专利融合5G的低轨卫星通信系统的初始接入波束管理方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120567281B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510848380.2，技术领域涉及：H04B7/185；该发明授权融合5G的低轨卫星通信系统的初始接入波束管理方法是由丁晓进;张艳津;邹玉龙;张更新设计研发完成，并于2025-06-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本融合5G的低轨卫星通信系统的初始接入波束管理方法在说明书摘要公布了：本发明属于卫星通信技术领域，公开了一种融合5G的低轨卫星通信系统的初始接入波束管理方法，包括：步骤1、将地面5G终端的待服务区域划分为若干个波位，队列模型建模模块对波位进行划分并构建队列模型；步骤2、在每个接入周期，波束分配决策模块建立波束分配决策模型，对波束分配决策模型进行转化和求解，确定信令波束数量分配与信令波束指向策略；步骤3、接入流程控制模块完成接入流程：在每个接入周期，卫星侧生成下行信令波束，地面5G终端监听下行信令，接收到后建立通信链路并开始传输，服务完成后发送完成通知。本申请兼顾卫星接入覆盖能力与业务服务效率，提升了终端业务等待时长与总体完成业务量的性能表现。

本发明授权融合5G的低轨卫星通信系统的初始接入波束管理方法在权利要求书中公布了：1.一种融合5G的低轨卫星通信系统的初始接入波束管理方法，在由地面5G终端、配有控制器的低轨卫星组成的低轨卫星通信系统中，初始接入波束管理方法通过波束管理系统实现，其特征在于：所述波束管理系统包括队列模型建模模块、接入流程控制模块和波束分配决策模块，队列模型建模模块对地面区域进行波位划分并构建队列模型，所述队列模型建模模块包括接入等待队列和业务等待队列，低轨卫星的控制器按照波束分配决策模块进行波束分配决策，配有控制器的低轨卫星与地面5G终端按照所述接入流程控制模块所设计的流程进行接入，具体的，所述波束管理方法具体包括如下步骤： 步骤1、将地面5G终端的待服务区域划分为若干个波位，所述队列模型建模模块对若干个波位进行划分并构建队列模型； 步骤2、在每个接入周期，波束分配决策模块获取接入等待队列与业务等待队列的状态，以接入等待队列与业务等待队列的状态为基准建立波束分配决策模型，对波束分配决策模型进行转化和求解，确定信令波束数量分配与信令波束指向策略； 步骤3、接入流程控制模块完成接入流程：在每个接入周期，卫星侧根据步骤2确定的信令波束数量分配与信令波束指向策略生成下行信令波束，并在随机接入时机接收地面5G终端前导码，完成接入检测与冲突解决，地面5G终端监听下行信令，获取并解调星历信息后形成定向波束，在随机接入时机RO发起接入并完成接入过程，接入成功后，低轨卫星向地面5G终端发送业务开始通知并分配波束，启动业务服务，直到该组地面5G终端全部完成服务后回收下行信令波束，地面5G终端监听下行信令，接收到后建立通信链路并开始传输，服务完成后发送完成通知；其中： 进行波束分配决策具体包括如下步骤: 步骤2.1、对于一个经纬度位置为、海拔高度为0的地面终端和一个经纬度位置为、轨道高度为的低轨卫星而言，卫星与终端的地心夹角可通过球面三角公式计算： 其满足通信的地心夹角条件为： 其中，为地面终端与卫星的最大通信仰角，表示地球半径，表示卫星地心距离且满足； 在待服务区域的地面矩形区域中均匀选取若干个坐标点，通过星座构型获得所有卫星的坐标点，分别判断选取的各个坐标点可见的卫星，依次构成集合，即得到区域总可见卫星数，确定实际所用的卫星数构成协作卫星集合，其中实际所用的卫星数不超过区域总可见卫星数，再根据卫星天线规模确定总可用波束数，其中，为卫星天线每行的阵元数量，进入步骤2.2； 步骤2.2：以单个接入周期为时间单位，在卫星侧获取接入等待队列的值、业务等待队列的值，以及在接入周期开始时正在进行通信业务传输的用户组数的值，进入步骤2.3； 步骤2.3：建立波束分配决策模型如下： 其中，波束分配决策模型的自变量中表示信令波束的数量分配，表示信令波束指向策略，在接入周期低轨卫星通信系统具有的业务波束总数量通过得到，进入步骤2.4； 步骤2.4、信令波束指向策略的最优值通过将在确定时前个最大的对应的来确定，以此为基础优化所述波束分配决策模型，求解的最优信令波束数量转化为能在固定的接入周期求得使李亚普洛夫价值函数最小的且为整数的的值，表示为： 其中，表示将进行降序排序，，表示整数部分，表示小数部分，使得取最小值的； 求解最优信令波束数量的具体步骤为： 步骤2.4.1、输入准备：接入周期、队列函数、、、最大迭代步数； 步骤2.4.2、初始化：设置黄金比例，定义搜索区为和两个初始采样点、，计算初始点对应目标函数值、，设置搜索经度； 步骤2.4.3、边界检查：计算、、、，如果，则，如果，则； 步骤3.4.4、黄金分割搜索：当区间长度时，如果，则更新有边界，更新点、，计算新点，，否则更新左边界，更新点、，计算新点，； 步骤2.4.5、确定最优解：计算中点，如果为整数，则，否则比较相邻整数点的函数值，即如果，则，否则； 步骤2.4.6、输出最优解：输出最优信令波束数量。

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