一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法及系统，其中方法包括：步骤1、协同网控中心与用户终端建立通信链路；步骤2、用户终端根据所述通信链路接入网控中心；步骤3、所述用户终端与所述网控中心根据需求进行数据回传。本发明专利技术通过采用多低速前、反向的载波、预规划时隙、和简化的封装格式来进行低速、非实时物联网数据回传方法，充分利用卫星有限物理资源实现了数据的高效传输，通过低速前反向载波的设计，降低对用户终端设备的要求，使得用户终端设备成本更低。使得用户终端设备成本更低。使得用户终端设备成本更低。

【技术实现步骤摘要】
一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法及系统，特别是涉及卫星通信


技术介绍

[0002]随着科学技术的大力发展，物联网技术开始渗透于各个领域，在历经超过十年的发展中，物联网技术的各式应用场景愈加丰富，技术和应用创新层出不穷，发展速度也越来越快。然而，在电力、水利、天然气、石油的行业的物联网终端都存在部署在无地面或移动网络覆盖的偏远地区，存在数据量小，实时性要求不高的特点。如何实现将这些偏远地区的小量、非实时物联网数据高效、可靠地回传到数据平台已成为目前待急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：提出一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法及系统，以解决现有技术存在的上述问题。
[0004]技术方案：第一方面，提出了一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法，该方法具体包括以下步骤：
[0005]步骤1、协同网控中心与用户终端建立通信链路；
[0006]步骤2、用户终端根据所述通信链路接入网控中心；
[0007]步骤3、所述用户终端与所述网控中心根据需求进行数据回传。
[0008]在第一方面的一些可实现方式中，步骤1在建立通信链路的时，具体如下：
[0009]所述网控中心发送连续向前的TDM载波信号；所述TDM载波信号分为两种类型，一类用于网控中心配置广播的信息和控制信令的发送；另一类作为时钟同步信号，用于所有用户终端进行时钟同步。
[0010]所述网控中心的反向链路采用MF
‑
TDMA传输体制，突发TDMA信号；所述TDMA信号包含用户终端发送的业务数据和控制信令。
[0011]根据TDMA信号发送的总速率按照预设速率进行时隙划分，用于进行数据回传，建立通信链路。
[0012]在第一方面的一些可实现方式中，步骤2接入网控中心的步骤具体为：
[0013]所述网控中心初始化建立TDM载波信号和TDMA载波信号。
[0014]所述网控中心广播用户终端所需的的时隙计划参数和密钥信息。
[0015]所述用户终端根据所述TDM载波信号，配置TDM载波频点信息，并在当前频点上接收用户终端的时隙计划参数。
[0016]根据用户终端的时隙计划参数，规划TDMA载波信号和时隙设置工作参数，并完成对应配置。
[0017]所述用户终端完成工作参数设置后，加密发送入网信令，并开始执行入网操作。
[0018]所述网控中心接收到用户终端的入网信令后，发送数据通信密钥。
[0019]用户终端使用所述数据通信密钥进行数据回传。
[0020]在第一方面的一些可实现方式中，步骤3中数据在进行回传时，用户终端在接收到来自物联网数据采集设备的数据后，需首先在本地进行封装，对应的数据传输过程如下：
[0021]步骤3.1、接收来自物联网数据采集设备的数据并进行本地缓存；
[0022]步骤3.2、读取缓存中的数据进行应用层格式的封装，增加传输辅助信息；
[0023]步骤3.3、利用标准的GSE流对缓存中的数据进行封装；
[0024]步骤3.4、所述GSE流通过FPGA处理后，通过物理信道进行发送；
[0025]步骤3.5、网控中心接收到数据后进行反向解析，从而读取来自用户终端的数据。
[0026]在第一方面的一些可实现方式中，数据传输的过程中，应用层数据传输消息封装的格式包括字段名、字段类型和对应的说明，封装后的信息底层封装头长度为2字节。
[0027]在第一方面的一些可实现方式中，所述步骤2进一步包括当出现异常情况下用户终端重启时，用户终端接入网控中心的过程如下：
[0028]步骤2.1、用户终端重启开机后，读取本地保存的参数，获取工作的TDMA频点、TDM频点和TDMA频点上的可用时隙；
[0029]步骤2.2、将用户终端置于TDM频点上，接收广播消息，获取加密密钥；
[0030]步骤2.3、用户终端执行入网操作，发送加密的入网消息，所述入网消息携带其工作的TDM频点；
[0031]步骤2.4、网控中心收到用户终端入网消息，将用户终端的规划信息从定时广播中移除，并发送入网响应和业务通信密钥给用户终端进行业务传输，再次指定用户使用的TDM频点。
[0032]在第一方面的一些可实现方式中，通信过程中涉及到通信协议包括TDMA信息广播表，所述TDMA信息广播表包括：频点、时隙周期、发送功率和终端使用时隙映照表。
[0033]通信过程中用户终端使用的时隙映照表包括：终端标识和时隙列表。
[0034]在第一方面的一些可实现方式中，回传数据时，根据数据可靠性需求，采用相对应的处理方式，进一步包括：当对数据的可靠性需求不高时，采用无确认的发送方式进行数据传输，用户终端里面的业务处理程序发送完数据后即可将数据从内存中删除；当对数据的可靠性需求高时，采用滑动窗口的方式进行数据传输。
[0035]第二方面，提出一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传系统，该具体包括：
[0036]用于建立通信链路的第一模块；
[0037]用于根据第一模块实现通信数据网络建立的第二模块；
[0038]用于进行数据回传的第三模块。
[0039]在第二方面的一些可实现方式中，所述第一模块通过协同网控中心与用户站，建立两者之间的通信链路；所述第二模块通过所述第一模块建立的通信链路，完成用户终端与网控中心的连接，实现数据通信网络的组建；所述第三模块在第二模块建立的数据通信网络中进行数据回传。
[0040]第一模块实现网控中心与用户站建立通信链路的过程为：首先网控中心的初始化建立TDM载波信号和TDMA载波信号；其次，用户终端配置TDM载波频点信息，并开始在频点上接收用户终端时隙计划参数；再次，根据用户终端时隙计划参数选择规划的TDMA载波和时隙设置工作参数；从次，用户终端工作参数设置完成后，加密发送入网信令，并开始执行入
网操作；最后，网控中心收到用户终端的入网参数后，发送数据通信密钥，用户终端使用数据通信密钥进行数据回传。
[0041]第二模块包括正常状态下的数据通信网络建立和出现异常情况下的通信网路建立。正常情况下的通信链路建立过程为：首先，网控中心初始化建立TDM载波信号和TDMA载波信号；其次，网控中心广播用户终端的所需的时隙计划参数和密钥信息；再次，用户终端根据所述TDM载波信号，配置TDM载波频点信息，并在当前频点上接收用户终端的时隙计划参数；从次，根据用户终端的时隙计划参数，规划TDMA载波信号和时隙设置工作参数，并完成对应配置；最后，用户终端完成工作参数设置后，加密发送入网信令，并开始执行入网操作。
[0042]异常情况下的通信网路建立过程为：首先，用户终端重启开机后，读取本地保存的参数，获取工作的TDMA频点、TDM频点，以及TDMA频点上的可用时隙；其次，将用户本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1、协同网控中心与用户终端建立通信链路；步骤2、用户终端根据所述通信链路接入网控中心；步骤3、所述用户终端与所述网控中心根据需求进行数据回传。2.根据权利要求1所述的一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法，其特征在于，步骤1在建立通信链路的时，具体如下：所述网控中心发送连续向前的TDM载波信号；所述TDM载波信号分为两种类型，一类用于网控中心配置广播的信息和控制信令的发送；另一类作为时钟同步信号，用于所有用户终端进行时钟同步；所述网控中心的反向链路采用MF
‑
TDMA传输体制，突发TDMA信号；所述TDMA信号包含用户终端发送的业务数据和控制信令；根据TDMA信号发送的总速率按照预设速率进行时隙划分，用于进行数据回传，建立通信链路。3.根据权利要求1所述的一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法，其特征在于，步骤2接入网控中心的步骤具体为：所述网控中心初始化建立TDM载波信号和TDMA载波信号；所述网控中心广播用户终端的所需的时隙计划参数和密钥信息；所述用户终端根据所述TDM载波信号，配置TDM载波频点信息，并在当前频点上接收用户终端的时隙计划参数；根据用户终端的时隙计划参数，规划TDMA载波信号和时隙设置工作参数，并完成对应配置；所述用户终端完成工作参数设置后，加密发送入网信令，并开始执行入网操作；所述网控中心接收到用户终端的入网信令后，发送数据通信密钥；用户终端使用所述数据通信密钥进行数据回传。4.根据权利要求1所述的一种低速、非实时的卫星物联网终端数据回传方法，其特征在于，步骤3中数据在进行回传时，用户终端在接收到来自物联网数据采集设备的数据后，需首先在本地进行封装，对应的数据传输过程如下：步骤3.1、接收来自物联网数据采集设备的数据并进行本地缓存；步骤3.2、读取缓存中的数据进行应用层格式的封装，增加传输辅助信息；步骤3.3、利用标准的GSE流对缓存中的数据进行封装；步骤3.4、所述GSE流通过FPGA处理后，通过物理信道进行发送；步骤3.5、网控中心接收到数据后进行反向解析，从而读取来自用户终端的数据。5.根据权利要求4所述的一种低速、非实时的卫星物...

【专利技术属性】
技术研发人员：石锋，吴博，蔡熹，
申请(专利权)人：南京控维通信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：