一种高通量卫星通信系统星上透明交换方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高通量卫星通信系统星上透明交换方法。针对“一带一路”对大容量大带宽卫星通信覆盖的需求，而高通量卫星通信系统又必须在国外建设多个信关站并依托国际光缆才能传回国内的短板，提出通过星上用户波束与馈电波束铰链，把用户波束的部分频段聚集到一个国土馈电波束，通过一个馈电波束与国内地面信关站连通，实现高通量卫星通信不完全依赖于国外部署信关站和租用国际光缆的限制，从而提高高通量卫星通信系统使用的灵活性，扩展系统的使用场景。本发明专利技术与传统高通量卫星通信系统架构相比，本方法既克服了用户波束至馈电波束速率高，无法通过一个馈电波束下传的问题，又解决了波束间无法通过星上直连的问题。

A method of transparent exchange on high throughput satellite communication system

【技术实现步骤摘要】
一种高通量卫星通信系统星上透明交换方法
本专利技术属于卫星通信领域，具体涉及一种高通量卫星通信系统星上透明交换方法。
技术介绍
我国国家高通量卫星计划从2017年开始，将陆续发射7颗静止轨道卫星，2023年，依托东、西增强两颗卫星，将形成覆盖中国全疆域以及亚太地区，400Gbps容量的卫星通信能力，将满足我国“一带一路”国家战略和成员国家高速卫星通信保障需求，2025年将进一步实现全球覆盖，通信总容量将达到约2Tbps。我国首颗在轨服务的高通量卫星中星16已于2017年发射，使用透明转发的体制，其资源分配方式为每波束固定分配，共26个用户波束，3个馈电波束，覆盖我国东南区域及中国近海200km海域，总容量20Gbps。由于卫星总容量太大，无法通过一个信关站把所有信息全部下传或上注，需要3个分布在不同区域的信关站，把卫星波束分为3组，每个信关站负责一组，通过地面光缆连接至数据中心，来共同完成数据中心与卫星载荷的通信。另外，全球在轨运行的约50颗高通量卫星，都采用类似的网络传输架构。该网络传输架构主要存在三个方面的问题：1)卫星网络过分依赖地面光纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高通量卫星通信系统星上透明交换方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一，建立高通量卫星通信系统：/n建立一个由1颗GEO高通量卫星，3个分布于不同区域的高通量卫星信关站，1个在国内部署的高通量地面数据中心构成的高通量卫星通信系统；所述3个高通量卫星信关站通过地面光纤连接至所述高通量地面数据中心；/n所述GEO高通量卫星有M个用户波束，3个馈电波束，GEO高通量卫星的有效载荷包含一个微波交换矩阵、M个用户多波束收天线和发天线、3个馈电收天线和发天线、S×(M

【技术特征摘要】
1.一种高通量卫星通信系统星上透明交换方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，建立高通量卫星通信系统：
建立一个由1颗GEO高通量卫星，3个分布于不同区域的高通量卫星信关站，1个在国内部署的高通量地面数据中心构成的高通量卫星通信系统；所述3个高通量卫星信关站通过地面光纤连接至所述高通量地面数据中心；
所述GEO高通量卫星有M个用户波束，3个馈电波束，GEO高通量卫星的有效载荷包含一个微波交换矩阵、M个用户多波束收天线和发天线、3个馈电收天线和发天线、S×(MI+MK+MJ)个双刀双掷双工波导开关，还包括实现通信功能需要有的低噪声放大器、行波管功率放大器、馈电信息处理器；
步骤二，基于所述高通量卫星通信系统抽象出网络架构，进行分析，包括3种工作模式：
(1)传统工作模式：每个高通量卫星信关站Gi只负责其对应的馈电波束Fi的信息上注或者下传；馈电波束Fi对应的用户波束也是固定的，即M1Fi至MjFi共j个用户波束；高通量地面数据中心通过地面光纤连接3个信关站，每个高通量卫星信关站负责其固定分配的用户波束；用户波束间用户的信息交换必须通过高通量地面数据中心两跳通信才能完成；
(2)用户至高通量卫星信关站透明交换工作模式：高通量地面数据中心根据用户任务需求，生成用户至高通量卫星信关站透明交换网络规划和业务配置信息；由高通量地面数据中心业务运控模块通过3个高通量卫星信关站发起业务配置信息；高通量地面数据中心根据网络配置需求、高通量卫星信关站所托管的用户波束情况，分别制定3个高通量卫星信关站所需要上注的业务配置信息，并通过高通量卫星信关站地址字段予以区分；业务配置类型为工作模式切换指令，即用户至高通量卫星信关站透明交换工作模式；微波矩阵根据上注的关系表把分配用于透明交换的射频信号传送至馈电波束F1，F1为国土波束；业务配置信息上星后，波导切换开关、微波交换矩阵执行高通量地面数据中心的指令，高通量卫星通信系统切换至用户至高通量卫星信关站透明交换工作模式；高通量地面数据中心对已发生工作模式切换的网段对应的地面在线用户通过信令链路发起模式切换指令，用户设备也同步切换至透明交换模式；
(3)用户波束间一跳直连工作模式：高通量地面数据中心根据用户任务需求，生成用户波束间一跳直连工作网络规划和业务配置信息；由高通量地面数据中心业务运控模块通过3个高通量卫星信关站发起业务配置信息；高通量地面数据中心根据网络配置需求，高通量卫星信关站所托管的用户波束情况，分别制定3个高通量卫星信关站所需要上注的业务配置信息；业务配置类型为工作模式切换指令，即切换至波束间一跳直连工作模式；用户波束分配值给出了波导切换开关编号和对应的状态值；微波矩阵关系表给出了同属于F1的用户波束MiF1之间的直连关系、同属于F2的用户波束MkF2之间的直连关系和同属于F3的用户波束MjF3之间的直连关系，进一步微波矩阵关系表还可以给出MiF1、MkF2、MjF3任意波束间的直连关系，实现高通量卫星全部可用波束中部分网段资源的一跳直连通信；业务配置信息上星后，...

【专利技术属性】
技术研发人员：董飞鸿，阮晓刚，周文斐，石云，周雄林，陈大雷，
申请(专利权)人：军事科学院系统工程研究院网络信息研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11