本发明专利技术涉及地面区段与卫星之间的高速率有效载荷管理，尤其涉及一种在卫星(SAT)与地面区段(GS)之间进行通信的方法，该卫星(SAT)包括平台(PF)和有效载荷(PL)，该地面区段包括被配置成生成或处理与卫星平台相关联的数据的至少一个卫星控制中心(SCC)，所述卫星控制中心(SCC)在称为平台信道的专用信道上与卫星平台(PF)直接通信，其特征在于，该方法包括以下步骤：在称为信令信道的另一专用信道上在任务控制中心(MCC)与机载处理单元(PRU)之间直接传输卫星的有效载荷的至少一部分的遥控数据或遥测数据，机载处理单元(PRU)被配置成管理卫星的有效载荷的该部分，所述信令信道和所述平台信道不同。述平台信道不同。述平台信道不同。
【技术实现步骤摘要】
地面区段与卫星之间的高速率有效载荷管理
[0001]本专利技术涉及卫星与地面区段之间的通信方法。本专利技术适于卫星电信领域，并且更具体地适于电信有效载荷管理领域。
技术介绍
[0002]在太空电信市场中，在实时空中可配置性、任务的空中更新以及灵活性方面，终端用户(即电信运营商)的需求越来越复杂。例如，电信运营商的要求之一是能够立即使服务适应当前市场需求。然而，必须在满足机载有效载荷管理设备的质量和体积要求的同时满足这些需求。
[0003]到目前为止，电信卫星中的有效载荷通过与专用于平台管理(或航天器管理)的信道相同的信道进行管理，这也称为遥测、跟踪和指挥(TT&C)信道，如文献WO 2004/107185 A1和CA 2 862 019 A1中所公开的。平台的上行链路遥控和下行链路遥测以及有效载荷均由航天器控制中心(也称为平台控制中心)进行管理。在上行链路上，航天器控制中心制定平台和有效载荷控制程序和指令，并由卫星上载对应的遥控数据，以便对卫星和有效载荷进行配置。在下行链路上，卫星将遥测数据发送到航天器控制中心，该数据用于确定卫星的健康状况和位置以及有效载荷的状态。
[0004]TT&C信道非常安全，以便确保卫星始终与地面区段联系。因此，卫星的专用于平台管理的天线必须是全向的，并且在该信道上发送的功率并未针对点对点链路进行优化。
[0005]由于这些安全要求，该信道对有效载荷进行配置并从有效载荷检索遥测数据的数据速率非常低(大约几千比特/秒)。
[0006]此外，当电信运营商要求有效载荷的新配置时(例如，以便使服务适应市场需求的变化)，电信运营商将新配置发送到航天器控制中心，航天器控制中心又与航天器进行通信。由于数据速率低，所以可能要花一些时间，通常是几天，这对于电信运营商可能是有问题的。
[0007]因此，需要克服上述缺点。尤其是，需要对卫星的有效载荷进行配置并以高速率和低延迟来检索有效载荷的遥测数据。
技术实现思路
[0008]根据本专利技术的一方面，提出了一种在卫星与地面区段之间进行通信的方法，该卫星包括平台和有效载荷，该地面区段包括被配置成生成或处理与卫星平台相关联的数据的至少一个卫星控制中心，所述卫星控制中心在称为平台信道的专用信道上与卫星平台直接通信，其特征在于，该方法包括以下步骤：在称为信令信道的另一专用信道上在任务控制中心与机载处理单元之间直接传输卫星的有效载荷的至少一部分的遥控数据或遥测数据，机载处理单元被配置成管理卫星的有效载荷的该部分，所述信令信道和所述平台信道不同。
[0009]在优选实施方式中，有效载荷部分从N个任务控制中心接收多个遥控信号，其中，N≥2，所述信令信道包括N个子信道，相同的遥控信号针对各个子信道上的各个任务控制中
心调制不同的载波，载波具有不同且不交叠的频谱带，有效载荷部分包括具有预定义带宽和可调中心频率的RF滤波器，直接传输的步骤包括以下子步骤：
[0010]a1)将RF滤波器的中心频率调整在N个载波中的第一载波上；
[0011]b1)使用RF滤波器对接收到的信号进行滤波，并确定是否满足与接收到的信号的功率电平和/或接收到的信号的信噪比有关的第一条件；
[0012]c1)如果满足第一条件，则对滤波后的信号进行解调，并确定是否满足与接收到的信号的解调质量有关的第二条件；
[0013]d1)如果满足第二条件，则根据遥控信号来指挥有效载荷部分；
[0014]e1)如果不满足第一条件或第二条件中的任一者，则将滤波器的中心频率调整到N个载波中的另一载波，并重复子步骤b1)至d1)。
[0015]在优选实施方式中，该方法包括以下子步骤：如果针对N个载波中的任一载波都不满足第一条件和第二条件，则由处理单元生成错误消息并将该错误消息发送到N个任务控制中心。
[0016]在优选实施方式中，在子步骤b1)中，确定接收到的信号的功率电平和/或信噪比是否大于预定阈值。
[0017]在优选实施方式中，在子步骤b1)中，确定载波是否以RF滤波器的中心频率为中心。
[0018]在优选实施方式中，处理单元接收分别由多个用户终端发送并且由至少一个任务控制中心在所述信令信道上朝向卫星重新发送的多个不同的有效载荷遥控信号，所述至少一个任务控制中心与至少一个用户相关联，各个遥控信号在信令信道上针对各个用户调制不同的载波，所述直接传输的步骤包括以下子步骤：
[0019]a2)在特定于各个用户终端的硬件模块中对各个接收到的信号进行解调，所述硬件模块由共用可编程逻辑装置管理；
[0020]b2)将解调后的遥控信号存储在可编程逻辑装置的共用存储器内的各个邮箱中，所述存储器能被共用微处理器访问；
[0021]c2)由可编程逻辑装置向微处理器指示特定于邮箱中的一个邮箱中的用户终端中的一个用户终端的消息的存在；
[0022]d2)由微处理器读取各个邮箱的内容，并根据遥控信号控制有效载荷部分。
[0023]在优选实施方式中，该方法包括预备子步骤，该预备子步骤将与各个用户相关联的安全密钥存储在可编程逻辑装置外部的存储器(称为外部存储器)中，其中，在子步骤a2)至d2)中，可编程逻辑装置与外部存储器通信，各个安全密钥仅能由一个用户访问，该方法还包括：
[0024]-在遥控信号中插入称为传输密钥的密钥，
[0025]-将安全密钥和传输密钥进行比较，以及
[0026]-根据所述比较的结果控制有效载荷。
[0027]在优选实施方式中，直接传输的步骤包括以下子步骤：
[0028]-a3)由任务控制中心在信令信道上发送遥控信号；
[0029]-b3)从遥控信号提取时间数据；
[0030]-c3)基于时间数据更新嵌入在有效载荷中的机载时间。
[0031]在优选实施方式中，子步骤b3)包括：基于遥控信号，由第一数控振荡器生成包括时间数据的码元集，第一数控振荡器与码元持续时间确定单元同步。
[0032]在优选实施方式中，通过使用第二数控振荡器来实现子步骤c3)，该第二数控振荡器使时间数据与在有效载荷中生成的时钟信号同步。
[0033]在优选实施方式中，该方法包括根据更新的机载时间来控制有效载荷的子步骤d3)。
[0034]在优选实施方式中，时间数据是基于全球导航卫星系统来计算的。
附图说明
[0035]并入本说明书并构成本说明书一部分的附图例示了本专利技术的各种实施方式，并且与以上给出的本专利技术的一般描述以及以下给出的实施方式的详细描述一起用于解释本专利技术的实施方式：
[0036]图1例示了地面区段与卫星之间的关系，包括信令信道和平台信道；
[0037]图2例示了包括主模块和服务模块的有效载荷管理处理单元的功能图；
[0038]图3例示了根据本专利技术的通信方法的第一方面，其中，有效载荷部分从单个用户终端接收多个遥控信号，该多个遥控信号由N个任务控制中心重新发送到有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种在卫星(SAT)与地面区段(GS)之间进行通信的方法，所述卫星(SAT)包括平台(PF)和有效载荷(PL)，所述地面区段包括至少一个卫星控制中心(SCC)，所述至少一个卫星控制中心(SCC)被配置成生成或处理与卫星平台相关联的数据，所述卫星控制中心(SCC)在称为平台信道的专用信道上与所述卫星平台(PF)直接通信，并且所述地面区段还包括与所述卫星控制中心(SCC)不同的至少一个任务控制中心(MCC)，其特征在于，所述方法包括以下步骤：在称为信令信道的另一专用信道上在所述任务控制中心(MCC)与机载处理单元(PRU)之间直接传输所述卫星的所述有效载荷的至少一部分的遥控数据或遥测数据，所述机载处理单元(PRU)被配置成管理所述卫星的所述有效载荷的所述部分，所述信令信道和所述平台信道不同。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有效载荷部分从N个任务控制中心(MCC)接收多个遥控信号，其中，N≥2，所述信令信道包括N个子信道，相同的遥控信号针对各个子信道上的各任务控制中心(MCC)调制不同的载波，所述载波(C1、C2、C3)具有不同且不交叠的频谱带，所述有效载荷部分包括具有预定义带宽和可调中心频率的RF滤波器(FLT1)，直接传输的步骤包括以下子步骤：a1)将所述RF滤波器(FLT1)的所述中心频率调整在N个载波中的第一载波上；b1)使用所述RF滤波器对接收到的信号进行滤波，并确定是否满足与所述接收到的信号的功率电平和/或所述接收到的信号的信噪比有关的第一条件；c1)如果满足所述第一条件，则对滤波后的信号进行解调，并确定是否满足与所述接收到的信号的解调质量有关的第二条件；d1)如果满足所述第二条件，则根据所述遥控信号来命令所述有效载荷部分；e1)如果不满足所述第一条件或所述第二条件中的任一者，则将所述滤波器的所述中心频率调整到所述N个载波中的另一载波，并重复子步骤b1)至d1)。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法包括以下子步骤：如果针对所述N个载波中的任一个载波都不满足所述第一条件和所述第二条件，则由所述处理单元(PRU)生成错误消息并将所述错误消息发送到所述N个任务控制中心(MCC)。4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，在子步骤b1)中，确定所述接收到的信号的所述功率电平和/或所述信噪比是否大于预定阈值。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，在子步骤b1)中，确定所述载波是否以所述RF滤波器(FLT1)的所述中心频率为中心。6.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：台利斯公司，
类型：发明
国别省市：
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