本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于天基通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

為實現(xiàn)天基短數(shù)據(jù)通信服務(wù)，我國已經(jīng)建立了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，另外還包括一個還在建設(shè)中的天通衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)都具有一定的數(shù)據(jù)通信能力。

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。在2012年底，開始向亞太地區(qū)提供定位、導(dǎo)航、授時和短報文通信服務(wù)。北斗短報文通信功能采用時分串行收發(fā)機制。地面中心站的系統(tǒng)捕獲接收能力是兩路信號相差≥3納秒即可入站成功，在理想條件下每秒鐘服務(wù)約等于3億次，用戶端發(fā)射頻度幾乎不受限制，但是由于系統(tǒng)發(fā)送給用戶的信息受限，所有用戶采用時分復(fù)用模式(Technical Data Management，簡稱TDM)方式復(fù)用下行8kbps信道，限制了用戶的通信頻度和用戶容量。因此，目前北斗系統(tǒng)只能通過IC卡限制用戶使用頻度和字長來限制北斗短信服務(wù)，按現(xiàn)有體制北斗短報文通信功能只適合于應(yīng)急通信和位置報告。

而天通衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，是中國自主研制建設(shè)的衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)，也被譽為“中國版的海事衛(wèi)星”，其成功發(fā)射標(biāo)志著我國進(jìn)入到了衛(wèi)星移動通信的手機時代，填補了國內(nèi)空白，具有重要的里程碑意義。但是天通主要提供語音通信和中高速數(shù)據(jù)通信為主，其使用過程中，用戶1要連接用戶2時，用戶1首先要向中心站發(fā)出申請，中心站準(zhǔn)備好了會向用戶2發(fā)出響應(yīng)，用戶2得到響應(yīng)后需向中心站發(fā)出回應(yīng)，用戶1和用戶2才算建立了連接。因此先建立握手機制，對于短數(shù)據(jù)通信應(yīng)用，效率不高。

因此，如何實現(xiàn)在不限制用戶的通信頻度和用戶容量前提下，高效率的傳輸短數(shù)據(jù)報文是亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于天基通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于天基通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：

通信衛(wèi)星、地面通信裝置、用戶終端、目的終端以及天基數(shù)據(jù)管理中心；

通信衛(wèi)星通過地面通信裝置分別和用戶終端以及天基數(shù)據(jù)管理中心建立通信連接；

天基數(shù)據(jù)管理中心與目的終端建立通信連接。

本發(fā)明的有益效果是：通過該系統(tǒng)中的不同部件之間的通信連接關(guān)系,實現(xiàn)用戶傳輸報文不受限制,無需建立握手機制,提升數(shù)據(jù)傳輸效率。尤其適用于戶外大節(jié)點容量的短數(shù)據(jù)高頻度的數(shù)據(jù)通信?？捎糜诒O(jiān)測信息采集、物流監(jiān)管、短信息通信等業(yè)務(wù)，適用范圍廣泛。

進(jìn)一步，通信衛(wèi)星包括：第一通信衛(wèi)星，用于接收天基數(shù)據(jù)管理中心通過地面通信裝置轉(zhuǎn)發(fā)的目的終端發(fā)送的控制指令信息；并將控制指令信息發(fā)送至用戶終端。

采用上述進(jìn)一步的方案的有益技術(shù)效果在于，第一衛(wèi)星可以直接轉(zhuǎn)發(fā)控制指令信息至用戶終端，由此避免了目的終端和用戶終端之間建立握手機制的過程。提高了控制指令傳輸效率。

進(jìn)一步，通信衛(wèi)星還包括：第二通信衛(wèi)星，用于接收用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；并將數(shù)據(jù)信息通過地面通信裝置和天基數(shù)據(jù)管理中心，發(fā)送至目的終端。

采用上述進(jìn)一步的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果在于，與上一步類似的，用戶終端和目的終端之間傳輸數(shù)據(jù)時，可以不再建立握手機制，直接通過第二通信衛(wèi)星傳輸以及地面通信裝置等裝置進(jìn)行傳輸，提升了數(shù)據(jù)傳輸速率。

進(jìn)一步的，天基數(shù)據(jù)管理中心包括：數(shù)據(jù)收發(fā)處理裝置，用于當(dāng)?shù)诙ㄐ判l(wèi)星將數(shù)據(jù)信息通過地面通信裝置發(fā)送至天基數(shù)據(jù)管理中心時，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行IP協(xié)議轉(zhuǎn)換，并將經(jīng)過IP協(xié)議轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至目的終端。

采用上述進(jìn)一步的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果在于:基于現(xiàn)有衛(wèi)星資源，實現(xiàn)衛(wèi)星的IP通信，不需要研制信道衛(wèi)星載荷和發(fā)射信道衛(wèi)星。

進(jìn)一步的，天基數(shù)據(jù)管理中心還包括：數(shù)據(jù)管理服務(wù)裝置，用于對用戶終端進(jìn)行注冊和授權(quán),以使用戶終端轉(zhuǎn)換為目的終端；

數(shù)據(jù)存儲處理裝置，用于對天基數(shù)據(jù)管理中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和處理。

采用上述進(jìn)一步的方案的有益技術(shù)效果在于，利用數(shù)據(jù)管理服務(wù)裝置，對用戶終端進(jìn)行注冊和授權(quán)，以使用戶終端轉(zhuǎn)換為目的終端，以便用戶終端轉(zhuǎn)換為目的終端后，可以和其他目的終端共享信息資源；而利用數(shù)據(jù)存儲處理裝置，則可以對天基數(shù)據(jù)管理中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和處理。

進(jìn)一步的，當(dāng)用戶終端包括至少兩個時，第一通信衛(wèi)星還用于接收與至少兩個用戶終端中的一個用戶終端對應(yīng)的第一標(biāo)識信息，第一標(biāo)識信息用于指示第一通信衛(wèi)星將控制指令信息發(fā)送至與第一標(biāo)識信息對應(yīng)的用戶終端。

采用上述進(jìn)一步的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果在于，當(dāng)?shù)谟脩艚K端為至少兩個時，目的終端向多個用戶終端中的一個用戶終端發(fā)送控制指令時，還可以發(fā)送第一標(biāo)識信息至第一通信衛(wèi)星，以便第一通信衛(wèi)星根據(jù)第一標(biāo)識信息，確定需要將控制指令發(fā)送至于第一標(biāo)識信息對應(yīng)的第一用戶終端。

進(jìn)一步的，當(dāng)目的終端包括至少兩個時，第二通信衛(wèi)星還用于接收用戶終端發(fā)送的第二標(biāo)識信息，第二標(biāo)識信息用于指示第二通信衛(wèi)星將數(shù)據(jù)信息通過地面通信裝置和天基管理中心，發(fā)送至與第二標(biāo)識信息對應(yīng)的目的終端。

采用上述進(jìn)一步的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果在于，與上述進(jìn)一步對應(yīng)的，當(dāng)目的終端為至少兩個時，第二通信衛(wèi)星需要接受用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息的同時，同樣會發(fā)送第二標(biāo)識信息至第二通信衛(wèi)星，以便第二通信衛(wèi)星根據(jù)第二標(biāo)識信息，確定將數(shù)據(jù)信息發(fā)送至對應(yīng)的目的終端。

進(jìn)一步的，隨時第一通信衛(wèi)星為天通衛(wèi)星，第二通信衛(wèi)星為北斗衛(wèi)星。

采用上述進(jìn)一步的技術(shù)方案的有益技術(shù)效果在于，采用天通衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星，主要利用的是天通衛(wèi)星的出站資源和北斗衛(wèi)星的入站資源。北斗衛(wèi)星可以為用戶提供衛(wèi)星無線電導(dǎo)航服務(wù)，又具有位置報告及短報文通信功能。北斗短報文通信功能采用時分串行收發(fā)機制。地面中心站的系統(tǒng)捕獲接收能力是兩路信號相差≥3納秒即可入站成功，在理想條件下每秒鐘服務(wù)約等于3億次，用戶端發(fā)射頻度幾乎不受限制。而目的終端向用戶終端發(fā)送控制指令時，采用天通衛(wèi)星則不會受到任何限制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于天基通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的基于天基通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)在物流運輸管理中的應(yīng)用示意圖。

具體實施方式

以下描述中，為了說明而不是為了限定，提出了諸如特定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、接口、技術(shù)之類的具體細(xì)節(jié)，以便透切理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在沒有這些具體細(xì)節(jié)的其它實施例中也可以實現(xiàn)本發(fā)明。在其它情況中，省略對眾所周知的系統(tǒng)、電路以及方法的詳細(xì)說明，以免不必要的細(xì)節(jié)妨礙本發(fā)明的描述。

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種基于天基通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)可以應(yīng)用于物流運輸管理、環(huán)境監(jiān)測信息采集、海洋浮標(biāo)信息采集、無人氣象站信息采集等眾多應(yīng)用場景，具有廣泛的應(yīng)用前景。具體如圖1所示，該系統(tǒng)包括：

通信衛(wèi)星、地面通信裝置、用戶終端、目的終端以及天基數(shù)據(jù)管理中心。

通信衛(wèi)星通過地面通信裝置分別和用戶終端以及天基數(shù)據(jù)管理中心建立通信連接。而天基數(shù)據(jù)管理中心與目的終端建立通信連接。

需要說明的是，這里的通信連接關(guān)系不僅僅是單純的一種連接關(guān)系。更重要的是體現(xiàn)了一種通信傳輸路徑。

例如，通信衛(wèi)星可以包括第一通信衛(wèi)星，用于接收天基數(shù)據(jù)管理中心通過地面通信裝置轉(zhuǎn)發(fā)的目的終端發(fā)送的控制指令信息，并將控制指令信息發(fā)送至用戶終端。

優(yōu)選的，通信衛(wèi)星還可以包括：第二通信衛(wèi)星，用于接收用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息；并將數(shù)據(jù)信息通過地面通信裝置和天基數(shù)據(jù)管理中心，發(fā)送至目的終端。

具體的，第一通信衛(wèi)星可以是天通衛(wèi)星，第二通信衛(wèi)星可以是北斗衛(wèi)星。地面通信裝置可以包括第一地面通信裝置和第二地面通信裝置，其中，第一地面通信裝置用于建立第一通信衛(wèi)星和天基數(shù)據(jù)管理中心之間的通信連接。第二地面通信裝置用于建立第二通信衛(wèi)星和天基數(shù)據(jù)管理中心之間的通信連接。而，在下面的具體實施例中，將以第一通信衛(wèi)星為天通衛(wèi)星、第二通信衛(wèi)星為北斗衛(wèi)星，第一地面通信裝置為天通地面通信裝置，第二地面通信裝置為北斗地面通信裝置為例，進(jìn)行具體的說明。

在一種情況中，當(dāng)目的終端需要向用戶終端發(fā)送控制指令時，可以通過第一通信衛(wèi)星傳輸。具體過程包括：

目的終端可以通過無線局域網(wǎng)(Wireless local area network，簡稱WLAN)、長期演進(jìn)(Long Term Evolution，簡稱LTE)、3G、4G、天通衛(wèi)星或者北斗衛(wèi)星等傳輸數(shù)據(jù)的手段將控制指令傳輸至天基數(shù)據(jù)管理中心(具體采用哪種手段，可以根據(jù)天基數(shù)據(jù)管理中心中的路由器根據(jù)上述手段傳輸數(shù)據(jù)時的通信速率等決定)，然后，利用天基數(shù)據(jù)管理中心可以通過光纜專線等傳輸方式將該控制指令傳輸至第一地面通信裝置，然后第一地面通信裝置采用S上行鏈路推送給天通衛(wèi)星。天通衛(wèi)星在接收該控制指令后，將通過天通衛(wèi)星下行S頻段該控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至用戶終端。具體的，這里的第一地面通信裝置可以指的是天通地面通信裝置。

進(jìn)一步優(yōu)選的，當(dāng)用戶終端的個數(shù)為多個時，目的終端在傳輸控制指令時，還需要攜帶第一標(biāo)識信息，以用于根據(jù)第一標(biāo)識信息確定需要將控制指令發(fā)送至與第一標(biāo)識信息對應(yīng)的第一用戶終端。也即是，在上傳傳輸信道中，傳輸?shù)牟粌H僅是控制指令，還包括第一標(biāo)識信息。

在另一種情況中，當(dāng)用戶終端需要向目的終端發(fā)送數(shù)據(jù)信息時，具體過程如下：

用戶終端通過北斗RDSS業(yè)務(wù)L波段將采集的數(shù)據(jù)上行傳輸至北斗衛(wèi)星，北斗衛(wèi)星通過星上L/C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，把數(shù)據(jù)下傳至第二地面通信裝置；第二地面通信裝置通過光纜把采集數(shù)據(jù)推送至天基數(shù)據(jù)中心，由天基數(shù)據(jù)中心通過WLAN、LTE、3G、4G或者天通衛(wèi)星傳輸?shù)仁侄螌?shù)據(jù)推送給目的終端。具體的，這里的第二地面通信裝置可以指的是北斗地面通信裝置。

與上一種情況類似的，如果目的終端為至少兩個時，那么用戶終端在發(fā)送數(shù)據(jù)信息時，同樣會攜帶第二標(biāo)識信息，第二標(biāo)識信息用于指示北斗衛(wèi)星將數(shù)據(jù)信息通過北斗地面通信裝置和天基管理中心，發(fā)送至與第二標(biāo)識信息對應(yīng)的目的終端。也即是，在上傳傳輸信道中，傳輸?shù)牟粌H僅是數(shù)據(jù)信息，還包括第二標(biāo)識信息。

在另一種情況中，如果進(jìn)行通信的是兩個目的終端。那么，北斗衛(wèi)星則用于接收第一用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，以及與第二用戶終端對應(yīng)的第三標(biāo)識信息；將第一用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，以及與第二用戶終端對應(yīng)的第三標(biāo)識信息通過北斗地面通信裝置發(fā)送至天基數(shù)據(jù)管理中心；天基數(shù)據(jù)管理中心，用于將數(shù)據(jù)信息，以及第三標(biāo)識信息通過天通地面通信裝置發(fā)送至天通衛(wèi)星；天通衛(wèi)星用于根據(jù)第三標(biāo)識信息，將第一用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至第二用戶終端。

在具體執(zhí)行過程中，第一用戶終端通過北斗RDSS業(yè)務(wù)L波段將采集數(shù)據(jù)上行傳輸?shù)奖倍沸l(wèi)星；北斗衛(wèi)星通過星上L/C頻段轉(zhuǎn)發(fā)器，把數(shù)據(jù)下傳至北斗地面通信裝置；北斗地面通信裝置通過光纜把采集數(shù)據(jù)推送至天基數(shù)據(jù)中心，由天基數(shù)據(jù)中心通過光纜將數(shù)據(jù)推送給天通地面通信裝置，天通地面通信裝置通過光纜把將數(shù)據(jù)推送給天通衛(wèi)星，再通過天通衛(wèi)星下行S頻段將數(shù)據(jù)傳遞給第二用戶終端，第二用戶終端通過北斗RDSS業(yè)務(wù)L波段報告收到回執(zhí)，通信完畢。

至此，上述三種情況中，實現(xiàn)了用戶終端和目的終端，目的終端和用戶終端，以及用戶終端和用戶終端之間的通信連接。而在上述數(shù)據(jù)/控制指令傳輸過程中，進(jìn)一步優(yōu)選的，可以將數(shù)據(jù)信息或者控制指令進(jìn)行IP協(xié)議轉(zhuǎn)換。具體的，在天基數(shù)據(jù)管理中心中，包括數(shù)據(jù)收發(fā)處理裝置，可以用于當(dāng)北斗衛(wèi)星將數(shù)據(jù)信息通過北斗地面通信裝置發(fā)送至天基數(shù)據(jù)管理中心時，或者當(dāng)天通衛(wèi)星將控制指令通過天通地面通信裝置發(fā)送至天基數(shù)據(jù)管理中心時，對數(shù)據(jù)信息/控制指令進(jìn)行IP協(xié)議轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信息/控制指令發(fā)送至對應(yīng)的接收端。

由此，在基于現(xiàn)有的衛(wèi)星資源基礎(chǔ)上，在不需要研制新的衛(wèi)星載荷和發(fā)射新的衛(wèi)星的前提下，充分利用了北斗的入站資源和天通衛(wèi)星的出站資源實現(xiàn)衛(wèi)星的IP通信。

而且，該方式可以適用于移動網(wǎng)絡(luò)沒有覆蓋的區(qū)域，通過天基用戶終端實現(xiàn)戶外、廣域、大節(jié)點IP數(shù)據(jù)通信和動態(tài)監(jiān)管。

此外，天基數(shù)據(jù)管理中心還可以包括數(shù)據(jù)管理服務(wù)裝置，用于對用戶終端進(jìn)行注冊和授權(quán),以使用戶終端轉(zhuǎn)換為目的終端；以便于當(dāng)用戶終端轉(zhuǎn)換為目的終端后，可以和其他目的終端之間共享數(shù)據(jù)資源。以及，數(shù)據(jù)存儲處理裝置，用于對天基數(shù)據(jù)管理中心的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和處理，包括確定數(shù)據(jù)所要發(fā)送的對象，例如接收到的數(shù)據(jù)，需要轉(zhuǎn)發(fā)至天通衛(wèi)星還是北斗衛(wèi)星等。

在一個具體的例子中，該系統(tǒng)應(yīng)用于物流運輸管理系統(tǒng)中，具體如圖2所示，用戶終端可以為射頻識別(Radio Frequency Identification，簡稱RFID)感知終端、集裝箱、運輸車以及倉庫中使用的終端設(shè)備等。而目的終端可以為各級用戶(包括目的終端、子公司、員工等分別使用的終端設(shè)備)。天基數(shù)據(jù)管理中心在該物流管理系統(tǒng)中，主要體現(xiàn)的是北斗/天通物流信息收發(fā)系統(tǒng)(相當(dāng)于數(shù)據(jù)收發(fā)處理裝置)、物流應(yīng)用服務(wù)平臺(相當(dāng)于數(shù)據(jù)管理服務(wù)裝置)以及物流數(shù)據(jù)中心(數(shù)據(jù)存儲處理裝置)。北斗地面總站相當(dāng)于本申請文件中的北斗地面通信裝置，天通地面總站可以相當(dāng)于本申請文件中的天通地面通信裝置。因為，天基數(shù)據(jù)管理中心傳輸數(shù)據(jù)給目的終端，或者傳輸控制指令給用戶終端時，可以采用LAN/LTE等等技術(shù)手段。如圖2中所示，在天基數(shù)據(jù)管理中心和用戶終端之間，可以采用3G/LTE方式傳輸控制指令等信息。而具體的傳輸數(shù)據(jù)或者控制指令的過程已經(jīng)在上文中做了詳細(xì)的介紹，這里不再贅述。

本發(fā)明實施例提供的一種基于天基通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)中的不同部件之間的通信連接關(guān)系,實現(xiàn)用戶傳輸報文不受限制,無需建立握手機制,提升數(shù)據(jù)傳輸效率。尤其適用于戶外大節(jié)點容量的短數(shù)據(jù)高頻度的數(shù)據(jù)通信。可用于監(jiān)測信息采集、物流監(jiān)管、短信息通信等業(yè)務(wù)，適用范圍廣泛。

讀者應(yīng)理解，在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。