基于卫星的数据通信系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于卫星的数据通信系统及方法，数据通信系统，包括卫星、卫星通信终端、控制中心，卫星配置有接收器，接收器预设有至少一个对应于一子频带的传输速率；卫星广播接收器对传输速率的预设信息至控制中心及卫星通信终端；卫星通信终端发送一包括第一期望速率的接入请求至控制中心；控制中心第一期望速率分配一接收器至一卫星通信终端以建立第一通信链路；当卫星通信终端的第一期望速率变化至第二期望速率时，控制中心建立第二通信链路。采用上述技术方案后，子频带的划分使得在复杂卫星通信环境中具有更强的频段干扰感知能力和抗干扰通信能力，且使得SCT能根据业务传输时延和数据量特征，灵活地选择较优的通信速率。

Data communication system and method based on satellite

【技术实现步骤摘要】
基于卫星的数据通信系统及方法
本专利技术涉及数据通信领域，尤其涉及一种基于卫星的数据通信系统及方法。
技术介绍
目前，卫星的应用已经渗透到世界各个国家和地区的社会、军事和经济建设等各个方面。我国卫星通信技术所取得的巨大成就，实现了覆盖全球的通信服务。一般而言，卫星在应用时，位于地面的卫星通信终端(SCT)与卫星通信接入，向卫星发送数据，反之，卫星也向地面的其他SCT发送数据，实现不同SCT或SCT与地面其它终端的通信交互。现有许多方法向SCT提供通信卫星的随机接入，即仅当SCT有信息要发送时，才提供卫星通信接入。SCT与低轨卫星星座通信时，与周期性确定访问窗口接入相比，随机接入的复杂性显著增加。分布在全球的多个SCT同时访问同一颗卫星时，卫星需对接收的信息进行差异化处理，从而遵守各国的通信频段规则和规避频段干扰。对于大量具有突发性业务的SCT，分配固定通信信道和固定通信速率增加了通信开销量和浪费了通信容量，容易受到频谱干扰。因此该方式具有以下缺陷：1)处理突发业务的复杂度高：突发业务本质上是一种间歇性业务，而不是长时间持续业务。当SCT有要发送的信息时，这些系统仅在SCT有信息需要发送时才提供SCT的卫星通信接入。由于业务的突发性质和大量SCT使得为每个SCT分配固定通信时隙是不现实的，因此在随机接入通信系统中发送消息需要一定量的通信开销。2)处理来自不同国家不同频谱许可的终端业务时灵活性差：各国对此类通信的监管要求各不相同。例如，有些频段在一些国家允许使用，而在另一个国家可能禁止用于商业通信，在不同国家的SCT会同时访问同一颗卫星时，难以同时遵守每个国家的通信规则，并避免频率干扰。3)处理多样化业务数据时通信效率低：传送大量信息时，采用发送多条固定长度消息的方法，比发送单条长度增长的消息，增加了通信开销量。因此，似乎简单地设计消息长度可增加的系统可能是有效的解决方案。然而，增加系统的预定消息长度通常是低效的，特别是当其他SCT等待发送消息时。因此，需要有一种允许SCT选择不同速率向卫星发送的通信系统，能有效地通信，并在多样化业务传输中具有更强的差异化通信服务能力。
技术实现思路
为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种基于卫星的数据通信系统及方法，子频带的划分使得在复杂卫星通信环境中具有更强的频段干扰感知能力和抗干扰通信能力，此外，变速率功能的实现，使得SCT能根据业务传输时延和数据量特征，灵活地选择较优的通信速率。本专利技术公开了一种基于卫星的数据通信系统，包括至少一个卫星、接入任意卫星的至少一个卫星通信终端、设于地面与卫星及卫星通信终端通信连接的控制中心，其特征在于，每一卫星配置有至少两个接收器，每一接收器预设有至少一个对应于一子频带的传输速率；卫星广播接收器对传输速率的预设信息至控制中心及每一卫星通信终端；卫星通信终端基于预设信息，发送一接入请求至控制中心，其中接入请求包括与卫星通信时的第一期望速率；控制中心根据预设信息及第一期望速率分配一接收器至一卫星通信终端以建立第一通信链路；接收器调谐至一通信信道，以接收卫星通信终端的通信数据；当卫星通信终端的第一期望速率变化至第二期望速率时，卫星通信终端重发接入请求至控制中心，控制中心重分配同一接收器的另一子频带或另一接收器至卫星通信终端以建立第二通信链路。优选地，卫星监测接入的卫星通信终端的期望通信速率和数量；当多个卫星通信终端对于期望通信速率的接入请求的接入数量大于一预设阈值时，改变接收器内的一个或多个未处于期望通信速率的其他速率的子频带的传输速率为期望通信速率。优选地，卫星包括控制器，与接收器连接，控制器切换接收器的基带FPGA的工作模式以改变接收器的通信速率。优选地，子频带由接收器与卫星通信终端间的通信信道分配形成，且子频带定义一组离散频率，每一离散频率对应于一传输速率，且不同离散对应不同的传输速率，改变接收器与卫星通信终端的通信信道的子频带以改变传输速率。优选地，卫星通信终端向控制中心发送一预约请求，其中预约请求包括数据量、期望速率、期望传输时间、数据类型中的任意一种或多种；控制中心解析预约请求，并生成一预约指令至接收器；接收器基于预约指令于期望传输时间预留一传输速率对应于期望速率的子频带至卫星通信终端。优选地，卫星通信终端向控制中心发送一切换请求，其中切换请求包括期望速率、数据量、数据类型中的一种或多种；控制中心验证切换请求，并反馈一反馈指令至卫星通信终端，允许或拒绝卫星通信终端切换传输速率及通信频率。本专利技术还公开了一种基于卫星的数据通信方法，包括以下步骤：对每一卫星配置有至少两个接收器，每一接收器预设有至少一个对应于一子频带的传输速率；卫星广播接收器对传输速率的预设信息至控制中心及每一卫星通信终端；卫星通信终端基于预设信息，发送一接入请求至控制中心，其中接入请求包括与卫星通信时的第一期望速率；控制中心根据预设信息及第一期望速率分配一接收器至一卫星通信终端以建立第一通信链路；接收器调谐至一通信信道，以接收卫星通信终端的通信数据；当卫星通信终端的第一期望速率变化至第二期望速率时，卫星通信终端重发接入请求至控制中心，控制中心重分配同一接收器的另一子频带或另一接收器至卫星通信终端以建立第二通信链路。。采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：1.SCT与卫星间的数据发送可以根据SCT的消息业务特点选择速率，通过动态地重新配置高速信道和低速信道，针对高速通信需求的消息分配高速信道，针对低速通信需求的消息分配低速信道，可作差异化配置；2.可实现突发业务动态预约功能，当SCT请求一个信道来访问卫星上的指定卫星接收器时，仅在允许时，SCT在指定的时间段内将消息按该信道速率发送到卫星接收器，不影响用户使用SCT作紧急型的数据传送；3.频谱子频带化处理可为警察或军事通信保留频率，提高消息数据的传送安全性。附图说明图1为符合本专利技术一优选实施例中数据通信系统的结构示意图；图2为符合本专利技术一优选实施例中数据通信方法的流程示意图。具体实施方式以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开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。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卫星的数据通信系统，包括至少一个卫星、接入任意所述卫星的至少一个卫星通信终端、设于地面与所述卫星及卫星通信终端通信连接的控制中心，其特征在于，每一卫星配置有至少两个接收器，每一所述接收器预设有至少一个对应于一子频带的传输速率；/n所述卫星广播所述接收器对传输速率的预设信息至所述控制中心及每一卫星通信终端；所述卫星通信终端基于所述预设信息，发送一接入请求至所述控制中心，其中所述接入请求包括与卫星通信时的第一期望速率；/n所述控制中心根据所述预设信息及第一期望速率分配一接收器至一卫星通信终端以建立第一通信链路；/n所述接收器调谐至一通信信道，以接收所述卫星通信终端的通信数据；/n当所述卫星通信终端的第一期望速率变化至第二期望速率时，所述卫星通信终端重发所述接入请求至所述控制中心，所述控制中心重分配同一接收器的另一子频带或另一接收器至卫星通信终端以建立第二通信链路。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于卫星的数据通信系统，包括至少一个卫星、接入任意所述卫星的至少一个卫星通信终端、设于地面与所述卫星及卫星通信终端通信连接的控制中心，其特征在于，每一卫星配置有至少两个接收器，每一所述接收器预设有至少一个对应于一子频带的传输速率；
所述卫星广播所述接收器对传输速率的预设信息至所述控制中心及每一卫星通信终端；所述卫星通信终端基于所述预设信息，发送一接入请求至所述控制中心，其中所述接入请求包括与卫星通信时的第一期望速率；
所述控制中心根据所述预设信息及第一期望速率分配一接收器至一卫星通信终端以建立第一通信链路；
所述接收器调谐至一通信信道，以接收所述卫星通信终端的通信数据；
当所述卫星通信终端的第一期望速率变化至第二期望速率时，所述卫星通信终端重发所述接入请求至所述控制中心，所述控制中心重分配同一接收器的另一子频带或另一接收器至卫星通信终端以建立第二通信链路。


2.如权利要求1所述的数据通信系统，其特征在于，
所述卫星监测接入的卫星通信终端的期望通信速率和数量；
当多个卫星通信终端对于期望通信速率的接入请求的接入数量大于一预设阈值时，改变接收器内的一个或多个未处于期望通信速率的其他速率的子频带的传输速率为期望通信速率。


3.如权利要求2所述的数据通信系统，其特征在于，
所述卫星包括控制器，与所述接收器连接，所述控制器切换所述接收器的基带FPGA的工作模式以改变所述接收器的通信速率。


4.如权利要求1所述的数据通信系统，其特征在于，
所述子频带由接收器与卫星通信终端间的通信信道分配形成，且子频带定义一组离散频率，每一所述离散频率对应于一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈长勇，丁杰，尧勇仕，李显，李梦楠，张俊，张梅，马陆，
申请(专利权)人：上海欧科微航天科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31