天基物联网通信系统技术方案

本申请涉及一种天基物联网通信系统。所述系统包括物联网终端、卫星、地面基站和核心网；物联网终端用于通过接收卫星发送的广播信号，与卫星建立通信连接，并通过通信连接，发送鉴权信息至卫星；卫星用于将接收到的鉴权信息发送至地面基站；地面基站用于将鉴权信息转发至核心网；核心网用于根据接收到的鉴权信息对物联网终端进行鉴权，以供物联网终端在鉴权通过时，与核心网进行数据通信；物联网终端还用于根据预设的星历，确定数据通信的休眠时间和唤醒时间，并当到达休眠时间时，停止数据通信，当到达唤醒时间时，恢复数据通信。采用本系统能够降低星上处理复杂度。够降低星上处理复杂度。够降低星上处理复杂度。

【技术实现步骤摘要】
天基物联网通信系统


[0001]本申请涉及物联网
，特别是涉及一种天基物联网通信系统和方法。

技术介绍

[0002]地面物联网通过在地面建立网关、基站，使终端接入互联网、电信网等网络，受地理环境限制，地面物联网难以在岛屿、森林、沙漠、海洋等特殊环境下实现全面覆盖，而随着物联网应用的逐渐成熟，对于物联网的连续覆盖需求也在日益增长，因此出现了卫星物联网技术。
[0003]卫星物联网通过在空间段部署星载基站(SatgNB，Satellite
‑
generation NodeB)，并使星载基站具有完整的基站物理层与协议层信号处理功能，可以利用卫星覆盖范围广、不受地形影响的特点，克服传统基站部署受地理环境限制的不足。
[0004]然而，用星载基站代替传统地面基站来建设物联网，一方面，星载基站所载荷的数据处理量较大、处理流程较复杂，使星载基站建设存在较高的复杂度，且不利于后期星上维护，另一方面，以低轨卫星为例，卫星与地面物联网终端之间能够正常通信的时间通常只有10
‑
15分钟(以卫星高度为800km计算)，容易导致卫星与物联网终端之间通信频繁切换。
[0005]因此，目前的卫星物联网技术存在星上处理复杂度较高的问题。

技术实现思路

[0006]基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低星上处理复杂度的天基物联网通信系统、方法、计算机设备和存储介质。
[0007]一种天基物联网通信系统，所述系统包括物联网终端、卫星、地面基站和核心网；<br/>[0008]所述物联网终端，用于通过接收所述卫星发送的广播信号，与所述卫星建立通信连接，并通过所述通信连接，发送鉴权信息至所述卫星；
[0009]所述卫星，用于将接收到的所述鉴权信息发送至所述地面基站；
[0010]所述地面基站，用于将所述鉴权信息转发至所述核心网；
[0011]所述核心网，用于根据接收到的所述鉴权信息对所述物联网终端进行鉴权，以供所述物联网终端在鉴权通过时，与所述核心网进行数据通信；
[0012]所述物联网终端，还用于根据预设的星历，确定所述数据通信的休眠时间和唤醒时间，并当到达所述休眠时间时，停止所述数据通信，当到达所述唤醒时间时，恢复所述数据通信。
[0013]在其中一个实施例中，所述物联网终端，还用于根据所述星历，确定所述卫星的过顶时间，并在所述过顶时间的起始时刻，接收所述卫星发送的广播信号；
[0014]所述物联网终端，还用于当接收到所述广播信号时，发送随机接入信息至所述卫星；
[0015]所述卫星，还用于根据接收到的所述随机接入信息，判断是否与所述物联网终端建立通信连接。
[0016]在其中一个实施例中，所述卫星，还用于若判定不与所述物联网终端建立通信连接，则发送NACK消息至所述物联网终端；
[0017]所述物联网终端，还用于当接收到所述NACK消息时，获取所述过顶时间的剩余时间，若所述剩余时间不大于预设的时间阈值，则进入休眠状态。
[0018]在其中一个实施例中，所述物联网终端，还用于若所述剩余时间大于所述时间阈值，则重新发送所述随机接入信息至所述卫星，以供所述卫星重新判断是否与所述物联网终端建立通信连接。
[0019]在其中一个实施例中，所述物联网终端，还用于统计在所述过顶时间内连续接收到所述NACK消息的次数，若所述次数超过预设的次数阈值，则进入休眠状态。
[0020]在其中一个实施例中，所述鉴权信息包括所述物联网终端的标识，所述核心网中预先存储有授权标识集合；所述核心网，还用于当接收到所述标识时，检测所述标识是否为所述授权标识集合中的标识，若是，则判定所述物联网终端鉴权通过。
[0021]在其中一个实施例中，所述随机接入信息包括所述物联网终端的标识和优先级；所述卫星，还用于接收至少一个物联网终端发送的所述标识和优先级，根据所述标识统计所述至少一个物联网终端的数量，根据所述数量和所述优先级，从所述至少一个物联网终端中选择目标物联网终端，进行通信连接建立。
[0022]在其中一个实施例中，所述核心网，还用于与至少一个物联网终端进行数据通信；
[0023]所述卫星，还用于获取所述至少一个物联网终端的终端优先级和消息优先级，根据所述终端优先级和消息优先级确定数据通信优先级，并根据所述数据通信优先级确定所述数据通信的终端顺序。
[0024]在其中一个实施例中，所述物联网终端，还用于检测是否在所述卫星覆盖范围内，若否，则寻找切换卫星，并当寻找到所述切换卫星时，通过接收所述切换卫星发送的广播信号，与所述切换卫星建立通信连接。
[0025]在其中一个实施例中，，所述物联网终端与所述卫星之间进行双向半双工通信，上行链路为突发方式，下行链路为连续方式，所述双向半双工通信使用L频段，传输速率为2kbps，带宽为6Mhz。。
[0026]一种天基物联网通信方法，所述方法包括：
[0027]通过接收卫星发送的广播信号，与卫星建立通信连接；
[0028]通过所述通信连接，发送鉴权信息至所述卫星，以供所述卫星将所述鉴权信息通过地面基站发送至核心网进行鉴权；
[0029]当鉴权通过时，与所述核心网进行数据通信；
[0030]根据预设的星历，确定所述数据通信的休眠时间和唤醒时间；
[0031]当到达所述休眠时间时，停止所述数据通信；
[0032]当到达所述唤醒时间时，恢复所述数据通信。
[0033]一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0034]通过接收卫星发送的广播信号，与卫星建立通信连接；
[0035]通过所述通信连接，发送鉴权信息至所述卫星，以供所述卫星将所述鉴权信息通过地面基站发送至核心网进行鉴权；
[0036]当鉴权通过时，与所述核心网进行数据通信；
[0037]根据预设的星历，确定所述数据通信的休眠时间和唤醒时间；
[0038]当到达所述休眠时间时，停止所述数据通信；
[0039]当到达所述唤醒时间时，恢复所述数据通信。
[0040]一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
[0041]通过接收卫星发送的广播信号，与卫星建立通信连接；
[0042]通过所述通信连接，发送鉴权信息至所述卫星，以供所述卫星将所述鉴权信息通过地面基站发送至核心网进行鉴权；
[0043]当鉴权通过时，与所述核心网进行数据通信；
[0044]根据预设的星历，确定所述数据通信的休眠时间和唤醒时间；
[0045]当到达所述休眠时间时，停止所述数据通信；
[0046]当到达所述唤醒时间时，恢复所述数据通信。
[0047]上述天基物联网通信系统、方法、计算机设备和存储介质，物联网终端通过接收卫星发送的广播信号与卫星建立通信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天基物联网通信系统，其特征在于，所述系统包括物联网终端、卫星、地面基站和核心网；所述物联网终端，用于通过接收所述卫星发送的广播信号，与所述卫星建立通信连接，并通过所述通信连接，发送鉴权信息至所述卫星；所述卫星，用于将接收到的所述鉴权信息发送至所述地面基站；所述地面基站，用于将所述鉴权信息转发至所述核心网；所述核心网，用于根据接收到的所述鉴权信息对所述物联网终端进行鉴权，以供所述物联网终端在鉴权通过时，与所述核心网进行数据通信；所述物联网终端，还用于根据预设的星历，确定所述数据通信的休眠时间和唤醒时间，并当到达所述休眠时间时，停止所述数据通信，当到达所述唤醒时间时，恢复所述数据通信。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述物联网终端，还用于根据所述星历，确定所述卫星的过顶时间，并在所述过顶时间的起始时刻，接收所述卫星发送的广播信号；所述物联网终端，还用于当接收到所述广播信号时，发送随机接入信息至所述卫星；所述卫星，还用于根据接收到的所述随机接入信息，判断是否与所述物联网终端建立通信连接。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述卫星，还用于若判定不与所述物联网终端建立通信连接，则发送NACK消息至所述物联网终端；所述物联网终端，还用于当接收到所述NACK消息时，获取所述过顶时间的剩余时间，若所述剩余时间不大于预设的时间阈值，则进入休眠状态。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述物联网终端，还用于若所述剩余时间大于所述时间阈值，则重新发送所述随机接入信息至所述卫星，以供所述卫星重新判断是否与所述物联网终端建立通信连接。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟庆，张华翔，周彬，同武勤，靳海澄，杨璟普，
申请(专利权)人：广东省大湾区集成电路与系统应用研究院，
类型：发明
国别省市：