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CN100391124C - 一种非静止轨道卫星通信接入方法 - Google Patents

一种非静止轨道卫星通信接入方法 Download PDF

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CN100391124C
CN100391124C CNB2003101098564A CN200310109856A CN100391124C CN 100391124 C CN100391124 C CN 100391124C CN B2003101098564 A CNB2003101098564 A CN B2003101098564A CN 200310109856 A CN200310109856 A CN 200310109856A CN 100391124 C CN100391124 C CN 100391124C
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蒋虎
刘会杰
葛小慧
杨龙根
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Shanghai Engineering Center for Microsatellites
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Abstract

本发明提供的非静止轨道通信接入方法通过在通信终端加载星历表与位置信息，在星上通信控制器中建立注册用户表与待转发通信数据表，并在终端与星上收发机之间制定简单应答协议，可提高非静止轨道卫星通信系统的可靠性与通信效率，同时节省终端与卫星收发机功耗，简化星上收发机控制系统与存贮容量要求。发端用户与目标用户在同一星下覆盖区内时可实现实时通信；发端用户与目标用户同不在同一星下覆盖区时，可实现可靠的存储转发通信。

Description

一种非静止轨道卫星通信接入方法
技术领域
本发明涉及卫星通信，特别涉及一种非静止轨道卫星通信接入方法。
背景技术
对于非静止轨道的卫星通信系统，由于卫星绕地球运动，使得卫星通信终端与卫星之间的相对位置关系始终在变化之中。卫星通信终端包括需要发送信息的发端用户终端与需要接收信息的目标用户终端。
如何在卫星通信终端与卫星及卫星通信终端之间建立有效可靠的通信链路，成为非静止轨道的卫星通信系统必须解决的关键问题。现有的卫星通信接入方法是基于终端与卫星之间复杂的应答关系建立通信链路，然而，对于突发卫星通信用户，由于没有明确的通信时间表，要确保通信成功，终端与卫星收发机必须始终处在开机状态，造成通信效率低、电源功耗大、星上存储量要求高的问题。本发明可以提高非静止轨道卫星通信系统的可靠性与通信效率，同时可以节省用户终端与卫星收发机的功耗，简化星上收发机的控制系统与存贮容量要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述技术缺陷，提供一种提高非静止轨道卫星通信系统的可靠性与通信效率、节省用户终端与卫星收发机的电源功耗，从而简化星上收发机的控制系统与存贮容量要求的方法。
为了解决上述问题，本发明提供的非静止轨道卫星通信接入方法是在卫星通信终端加载星历表与位置信息，在星上通信控制器中建立注册用户表与待转发通信数据表，卫星通信终端根据星历表提供的卫星轨道及本身的位置信息推算出卫星的过境时间，卫星没有过境时，终端收发机处于关断状态；卫星过境时，卫星通信终端向卫星发送注册信号、卫星向卫星通信终端发送接收确认信号，传输数据时，卫星通信终端向卫星发送数据、卫星向终端发送应答信号，并在注册用户表中进行卫星通信终端ID号的查询，在发现具有相同ID号的卫星通信终端后开始发送待转发通信数据表中的待转发数据，实现卫星通信终端与星上收发机之间的简单应答协议。
为了解决星上存储量高的要求，当星上注册用户表中注册用户的可通信时间长度计时器为零时，在星上注册表中删除该行内容。
本发明提供的非静止轨道卫星通信接入方法，发端用户与目标用户在同一星下覆盖区内时，本方法可实现实时通信；当发端用户与目标用户不在同一星下覆盖区时，则可实现可靠的存储转发通信，从而提高了非静止轨道卫星通信系统的可靠性与通信效率、节省用户终端与卫星收发机的电源功耗。本发明可直接用于星上再生转发通信系统，对于透明转发通信系统也同样适用，只要将星上通信控制系统的注册用户表与待转发通信数据表转移到地面卫星通信基站即可，此时卫星通信终端通过卫星直接与基站进行接入通信。
具体实施方式
首先在卫星通信终端中注入非静止轨道卫星的星历表，非静止轨道卫星的星历表为六个初始轨道根数和时间参数(例如，采用J2000惯性系)，初始轨道根数内容格式可如下表示：
F12.3    轨道半长径a，单位：米
F12.10   轨道偏心率e
F12.8    轨道倾角i，单位：度
F12.8    升交点赤径Ω，单位：度
F12.8    近地点幅角ω，单位：度
F12.8    平近点角M， 单位：度
同时，通过定位系统或人工输入方式获取卫星通信终端本身的经纬度位置信息，该位置信息表格包含内容：经度(单位为度)、纬度(单位为度)、高程(单位为米)。这样，卫星通信终端根据星历表提供的卫星轨道及本身的位置信息，并通过轨道预报模型推算出卫星的过境时间，而且每个卫星通信终端预先由控制中心指定一个独特的身份(ID)识别号。当卫星没有过境时，终端收发机处于关断状态，只有计时器在工作，此时卫星通信终端处于省电模式。
当卫星过境时，终端自动开机，并向卫星发送注册信息，该信息中包含该卫星通信终端的身份号码(ID号)、该卫星通信终端在本次卫星过境的可接通时间长度等信息，具体的终端注册用户表内容如下：
  本终端ID号   本终端在本次卫星过境时可通信时间长度
如果在规定的超时时间内没有收到注册应答信号，该卫星通信终端继续向卫星发送注册信息。此时卫星通信终端处于自动接收卫星下行数据的状态。如果收到卫星发给本卫星通信终端的数据，则自动向卫星发送数据收到确认信息。如果卫星通信终端有数据要发送，则向卫星发送数据，该数据应包含目标用户的身份号码ID号。如果在规定的超时时间内没有收到应答信号，卫星通信终端继续向卫星发送数据信息。
另外，在卫星通信控制系统中建立两个用于通信路由的时间控制表格，一个为星上注册用户表，另一个为待转发通信数据表。星上注册用户表每行包括已注册用户ID号及该用户可通信时间长度计时器(该计时器随时钟自动减少，计时值为零时表格自动删除该行内容)，如有m个注册用户，则该表有m行，参见下表：
  已注册用户ID1   该用户可通信时间长度计时器1
  ……   ……
  已注册用户IDm   该用户可通信时间长度计时器m
待转发通信数据表，每行包括发端用户ID号、目标用户ID号及待转发的数据，如有n个待传数据该表有n行，参见下表：
  目标用户ID1   发端用户ID1   待传输数据内容1
  ……   ……   ……
  目标用户IDn   发端用户IDn   待传输数据内容n
卫星将接收到的用户注册信息注入到注册用户表，同时向该卫星通信终端发送注册成功信号；如果接收到某卫星通信终端的待转发数据，则将发端用户ID号、目标用户ID号及待转发的数据注入到待转发数据表，并向发端用户发送数据接收成功信号。通信控制器在注册用户表中循环查寻待转发数据表中的目标ID号，发现相同的ID号后，卫星发射机开始发送表中的待转发数据，在规定的超时长度内收到目标用户的接收成功信号则表明数据转发成功，自动将待转发数据表中该项内容删除，如果没收到应答信号，说明本次通信失败，重新开始下一次转发。上述时间参数格式如下：
I4    年
I2    月
I2    日
I2    时
I2    分
F6.3  秒
根据本方法所提出的卫星通信终端与星上收发机之间的简单应答协议，可以确保卫星通信终端与星上收发机之间的通信。
本发明的实质内容并不受上述实施例的方式限制，作为本领域的技术人员能根据本发明的内容作许多变化，但这种变化应在权利要求书的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种非静止轨道卫星通信接入方法，其特征在于，在卫星通信终端加载星历表与位置信息，在星上通信控制器中建立注册用户表与待转发通信数据表，卫星通信终端根据星历表提供的卫星轨道及本身的位置信息推算出卫星的过境时间，卫星没有过境时，终端收发机处于关断状态；卫星过境时，卫星通信终端向卫星发送注册信号、卫星向卫星通信终端发送接收确认信号，传输数据时，卫星通信终端向卫星发送数据、卫星向终端发送应答信号，并在注册用户表中进行卫星通信终端ID号的查询，在发现具有相同ID号的卫星通信终端后开始发送待转发通信数据表中的待转发数据，实现卫星通信终端与星上收发机之间的简单应答协议。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述星历表包括初始轨道根数和时间参数。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述星历表包括六个初始轨道参数。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述注册用户表包含卫星通信终端的身份号码的ID号以及卫星通信终端在本次卫星过境的可接通时间长度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述注册用户表每行包括已注册用户ID号及该用户可通信时间长度计时器，如有m个注册用户，则该表有m行。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待转发通信数据表包含目标终端的身份号码、发端用户的身份号码和待转发通信数据内容。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述待转发通信数据表每行包括发端用户ID号、目标用户ID号及待传输的数据内容，如有n个待传输的数据内容，则该表有n行。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当星上注册用户表中注册用户的可通信时间长度计时器为零时，在星上注册表中删除该行内容。
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