一种通信系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通信系统，涉及航空航天技术领域，主要目的在于降低成本的同时提高飞行器网络数据传输的速率。主要技术方案为：卫星通信系统，包括多颗卫星，每颗卫星载有卫星间通信的星间激光通信终端设备，与飞行器间通信的卫星‑飞行器激光通信终端设备，以及与地面站间通信的卫星‑地面站激光通信终端设备；多颗通信卫星之间基于星间激光通信终端设备通过激光链路实现通信连接；移动终端通信系统，包括预定数量的与卫星进行通信的飞行器‑卫星激光通信终端设备；地面站通信系统，地面站通信系统包括至少一个与卫星进行通信的地面站激光通信终端，地面站激光通信终端包括地面站‑卫星激光通信终端设备。本发明专利技术主要用于飞行器的空中数据传输。

【技术实现步骤摘要】
一种通信系统
本专利技术涉及航空航天
，特别是涉及一种通信系统。
技术介绍
目前，民航飞机在飞行过程中的网络通信，主要通过卫星和地面基站的无线电网络传输实现，该种实现方式受无线电频率和地球同步轨道卫星轨位的限制，难以满足民航领域快速增长海量数据传输需求；并且由于卫星无线电通信网络的性能限制，使得飞机上的数据传输速率和服务用户数量受限，尽管目前能够实现机舱的上网服务，但网络通信速率较低，基本都在KB和MB量级。基于以上原因，飞机在空中产生的大量飞行数据无法实时的全部传输到地面，使得飞机成为空中信息孤岛。伴随着飞机智能化的发展，装有数以千计传感器和复杂数字化系统的智能飞机，产生的数据更成指数增加，这进一步加剧了飞机空中海量飞行数据的难以下传的困境，从而造成飞行数据得不到有效利用，无法降低飞机的管控和维护成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供的一种通信系统，主要目的在于降低成本的同时提高飞行器网络数据传输的速率和数据总量。为了解决上述问题，本专利技术主要提供如下技术方案：一种通信系统，其特征在于，包括：卫星通信系统，包括多颗卫星，每颗卫星载有卫星间通信的星间激光通信终端设备，卫星与飞行器间通信的卫星-飞行器激光通信终端设备，以及卫星与地面站间通信的卫星-地面站激光通信终端设备；所述多颗通信卫星之间基于星间激光通信终端设备通过激光链路实现通信；飞行器通信系统，包括预定数量的与卫星进行通信的飞行器-卫星激光通信终端设备；基于所述飞行器-卫星激光通信终端设备通过激光链路与卫星进行通信；地面站通信系统，所述地面站通信系统包括至少一个与卫星进行通信的地面站激光通信终端，所述地面站激光通信终端包括地面-卫星激光通信终端设备，基于所述地面-卫星激光通信终端设备通过激光链路与卫星进行通信。进一步的，每颗卫星载有多台所述卫星-飞行器激光通信终端设备，所述多台所述卫星-飞行器激光通信终端设备按照预定的通信阵列排列。进一步的，所述多颗卫星处于同一轨道面，或者，所述多颗卫星中的第一数量的卫星处于第一轨道面，第二数量的卫星处于第二轨道面；处于同一轨道面相邻的两颗卫星通过直接连接和\或中继连接的方式进行激光通信链路的连接；处于不同轨道面的卫星，至少有一对卫星通过直接连接和\或中继连接的激光链路通信。进一步的，每颗卫星载有的所述多台中的预定数量的卫星-飞行器激光通信终端设备，组成每颗卫星对地张角的通信覆盖。进一步的，设置卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度为卫星对地张角，则所述多台中的每一台卫星-飞机器激光通信终端设备均构成每颗卫星对地张角的通信覆盖；或者，设置卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度为大于0°小于卫星对地张角，则预定数量台卫星-飞行器激光通信终端设备构成每颗卫星对地张角的通信覆盖。进一步的，若所述多台卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度均为卫星对地张角，则所述多台卫星-飞行器激光通信终端设备按照任意排列方式在每颗卫星中进行排列布局；若所述多台卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度为大于0°小于卫星对地张角，则所述多台卫星-飞行器激光通信终端设备按照第一预定排列方式在每颗卫星中进行排列布局；若所述多台卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度包括大于0°小于卫星对地张角以及卫星对地张角，则所述多台卫星-飞行器激光通信终端设备按照第二预定排列方式在卫星中进行混合排列布局。可选的，所述飞行器通信系统包括一台与卫星进行通信的飞行器-卫星激光通信终端设备，某一时间段内，所述一台飞行器-卫星激光通信终端设备与多颗卫星中的一颗卫星进行通信连接；或者，所述飞行器通信系统包括至少两台与卫星进行通信的飞行器-卫星激光通信终端设备，某一时间段内，所述至少两台飞行器-卫星激光通信终端设备中的两台飞行器-卫星激光通信终端设备分别与相邻的两颗卫星进行通信。进一步的，所述地面站激光通信终端为一个，所述地面站激光通信终端包括至少一台地面站-卫星激光通信终端设备，某一时间段内，多颗卫星中的一颗卫星的卫星-地面站激光通信终端设备与所述地面站中的所述至少一台中的一台飞行器-卫星激光通信终端设备建立激光链路通信；所述地面站激光通信终端为至少两个，所述至少两个地面站激光通信终端均包括至少一台地面站-卫星激光通信终端设备，某一时间段内，多颗卫星中与地面站激光通信终端相同数量卫星的卫星-地面站激光通信终端设备分别与每个地面站激光通信终端的所述至少一台中的一台所述飞行器-卫星激光通信终端设备立激光链路通信。进一步的，所述地面站通信系统还包括数据通信接口，通过所述数据接口与飞行器服务平台中心服务器连接。进一步的，所述飞行器为固定翼飞机、直升飞机、航空气球、飞艇、无人机、临近空间飞行器。本专利技术提供的通信系统，基于激光通信终端设备，以激光为传输介质，实现飞行器与卫星，卫星与卫星，以及卫星与地面之间的通信连接，由于激光通信速率高，信息容量大，轻易就能达到10-40Gbps，相比现有技术中的无线电通信，在很大程度上提高了飞行器数据的传输速率和数据总量，使得数据传输快速，极大的提高了乘客上网的体验。并且使得飞行器空中飞行数据的下传能够实现，在此基础上，将下传的飞行器空中飞行数据在地面进行大数据的整理和分析，及时的发现和解决飞行器飞行中的问题，能够降低飞行器的管控和维护成本。并且空间激光通信链路无需审批，不受频谱限制，空间激光通信的可扩展性好。进一步的，进行激光通信的激光通信终端设备，光源功耗小，转换效率高，收发天线小，在设备体积、重量、功耗上具有优势。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了本专利技术实施例提供的一种通信系统的结构示意图；图2示出了本专利技术实施例提供的一种通信系统的网络构成图；图3示出了本专利技术实施例提供的一种卫星通信系统中卫星间连接方式的示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本专利技术的示例性实施例。虽然附图中显示了本专利技术的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本专利技术而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本专利技术，并且能够将本专利技术的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术提供一种通信系统，如图1和图2所示，包括：卫星通信系统1、飞行器通信系统2以及地面站通信系统3。卫星通信系统1，包括多颗卫星，每颗卫星载有卫星间通信的星间激光通信终端设备，卫星与飞行器间通信的卫星-飞行器激光通信终端设备，以及卫星与地面站间通信的卫星-地面站激光通信终端设备。所述多颗通信卫星之间基于星间激光通信终端设备通过激光链路实现通信连接。其中，通过所述多颗卫星的合理布局，实现卫星通信系统在某个轨道面，或者某些区域内卫星-地面站球的全通信覆盖。另外，所述多个卫星的数量可以根据卫星-地面站球的高度以及通信覆盖度确定。在通信全覆盖的前提下，也可以根据运营需求和运营成本设置，具体的本专利技术实施例对此不进行限制。飞行器通信系统2，包括预定数量的与卫星进行通信的飞机-卫星激光通信终端设备；基于所述飞行器-卫星激光通信终端设备通过激光链路与卫星通信系统进行通信连接。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通信系统，其特征在于，包括：卫星通信系统，包括多颗卫星，每颗卫星载有卫星间通信的星间激光通信终端设备，卫星与飞行器间通信的卫星‑飞行器激光通信终端设备，以及卫星与地面站间通信的卫星‑地面站激光通信终端设备；所述多颗通信卫星之间基于星间激光通信终端设备通过激光链路实现通信；飞行器通信系统，包括预定数量的与卫星进行通信的飞行器‑卫星激光通信终端设备；基于所述飞行器‑卫星激光通信终端设备通过激光链路与卫星进行通信；地面站通信系统，所述地面站通信系统包括至少一个与卫星进行通信的地面站激光通信终端，所述地面站激光通信终端包括地面站‑卫星激光通信终端设备，基于所述地面站‑卫星激光通信终端设备通过激光链路与卫星进行通信。

【技术特征摘要】
1.一种通信系统，其特征在于，包括：卫星通信系统，包括多颗卫星，每颗卫星载有卫星间通信的星间激光通信终端设备，卫星与飞行器间通信的卫星-飞行器激光通信终端设备，以及卫星与地面站间通信的卫星-地面站激光通信终端设备；所述多颗通信卫星之间基于星间激光通信终端设备通过激光链路实现通信；飞行器通信系统，包括预定数量的与卫星进行通信的飞行器-卫星激光通信终端设备；基于所述飞行器-卫星激光通信终端设备通过激光链路与卫星进行通信；地面站通信系统，所述地面站通信系统包括至少一个与卫星进行通信的地面站激光通信终端，所述地面站激光通信终端包括地面站-卫星激光通信终端设备，基于所述地面站-卫星激光通信终端设备通过激光链路与卫星进行通信。2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，每颗卫星载有多台所述卫星-飞行器激光通信终端设备，所述多台所述卫星-飞行器激光通信终端设备按照预定的通信阵列排列。3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，所述多颗卫星处于同一轨道面，或者，所述多颗卫星中的第一数量的卫星处于第一轨道面，第二数量的卫星处于第二轨道面；处于同一轨道面相邻的两颗卫星通过直接连接和\或中继连接的方式进行激光通信链路的连接；处于不同轨道面的卫星，至少有一对卫星通过直接连接和\或中继连接的激光链路通信。4.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，每颗卫星载有的所述多台中的预定数量的卫星-飞行器激光通信终端设备，组成每颗卫星对地张角的通信覆盖。5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于，设置卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度为卫星对地张角，则每一台卫星-飞行器激光通信终端设备均构成每颗卫星对地张角的通信覆盖；或者，设置卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度为大于0°小于卫星对地张角，则预定数量台卫星-飞行器激光通信终端设备构成每颗卫星对地张角的通信覆盖。6.根据权利要求5所述的通信系统，其特征在于，若所述多台卫星-飞行器激光通信终端设备的俯视角度均为卫星对地张角，则所述多台卫...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘运滨，汪逸群，刘军，
申请(专利权)人：宁波光舟通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33