本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)及其工作方法。

背景技術(shù)：

衛(wèi)星通信相比其他通信方式最大的優(yōu)勢為與距離無關(guān)，而且，基本不受地面環(huán)境限制，在某些領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如跨國集團(tuán)管理、政府部門專網(wǎng)通信、大區(qū)域野外作業(yè)(礦產(chǎn)資源探測等)、軍事通信等，而這些應(yīng)用場景的特點(diǎn)就是分級管理，如總公司下設(shè)多個(gè)分公司、每個(gè)分公司下有設(shè)置多個(gè)子公司、每個(gè)子公司可能又有多個(gè)工程項(xiàng)目組，在跨區(qū)域、甚至跨國管理的時(shí)候，通過衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的信息互通，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系如圖1所示，在該系統(tǒng)中，每個(gè)位置節(jié)點(diǎn)都需要配置一個(gè)衛(wèi)星通信設(shè)備終端節(jié)點(diǎn)，以完成位置節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通信，但由于空間衛(wèi)星、尤其是地球同步軌道衛(wèi)星距離地面較遠(yuǎn)，無線傳輸鏈路信號衰減較大，在衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，需要進(jìn)行嚴(yán)格的鏈路計(jì)算，針對實(shí)際業(yè)務(wù)傳輸要求，需配置對應(yīng)的衛(wèi)星通信站點(diǎn)設(shè)備。比如，總公司位置節(jié)點(diǎn)匯聚整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的信息數(shù)據(jù)量，需要占用較寬的物理帶寬，而且該節(jié)點(diǎn)需要具備與系統(tǒng)內(nèi)任意節(jié)點(diǎn)通信的能力，需要大口徑天線配置；項(xiàng)目組位置節(jié)點(diǎn)一般只傳輸與本項(xiàng)目相關(guān)的信息，信息量較少，而且項(xiàng)目組一般在野外等環(huán)境惡劣的地方，基礎(chǔ)設(shè)施落后，一般會限制衛(wèi)星通信終端的配置能力，而采用小口徑天線站點(diǎn)配置。

現(xiàn)有衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般采用“對等”通信設(shè)計(jì)，即處于同一級別的站點(diǎn)之間相互通信采用形狀網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而不同級別的站點(diǎn)之間通過分級通信實(shí)現(xiàn)信息傳輸，如圖1所示的通信場景中，所有分公司或者子公司的節(jié)點(diǎn)之間構(gòu)成一個(gè)衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，在該衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，而其下面的項(xiàng)目組節(jié)點(diǎn)則歸屬相應(yīng)的分/子公司，一般情況下，分/子公司只能與歸屬與自己的項(xiàng)目組節(jié)點(diǎn)通信。但是，當(dāng)今隨著傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型的多樣化，歸屬不同分/子公司下的項(xiàng)目組之間有時(shí)也需進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而現(xiàn)有衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)是無法滿足該要求的。

同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，“扁平化”是通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要趨勢之一，即，信源與信宿之間減少處理節(jié)點(diǎn)，在現(xiàn)有衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)對不同衛(wèi)星站點(diǎn)通信業(yè)務(wù)的管理，一般采用分級管理的模式，這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)效率低下，而且不夠靈活，與“扁平化”的要求也相矛盾。

目前，衛(wèi)星通信組網(wǎng)技術(shù)主要基于時(shí)分多址、頻分多址和碼分多址，典型的系統(tǒng)有TDM/MF-TDMA(時(shí)分復(fù)用/多頻時(shí)分多址)、SCPC-DAMA(單路單載波按需分配多址)、TDMA-MESH(多頻時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò))、TDM/CDMA(時(shí)分復(fù)用碼分多址)等幾種類型。

TDM/MF-TDMA系統(tǒng)由一個(gè)大的TDM(時(shí)分多路復(fù)用)出向載波和若干頻點(diǎn)的TDMA(時(shí)分多址)入向載波組成。主站點(diǎn)發(fā)射小站點(diǎn)接收的載波為出向載波，小站點(diǎn)發(fā)射主站點(diǎn)接收的載波為入向載波，它具有星型拓樸結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)的控制和傳輸都集中在主站點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有小站點(diǎn)只與主站點(diǎn)建立衛(wèi)星鏈路，但小站點(diǎn)與小站點(diǎn)之間不建立直接衛(wèi)星鏈路，小站點(diǎn)與小站點(diǎn)之間的通信需要經(jīng)過主站點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)實(shí)現(xiàn)，適合組建建設(shè)以主站點(diǎn)為關(guān)口站點(diǎn)的衛(wèi)星專網(wǎng)(接入網(wǎng))，通過關(guān)口站點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)專網(wǎng)(接入網(wǎng))與任何網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，從而為專網(wǎng)用戶，提供多樣性的服務(wù)。TDM/MF-TDMA系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是小站點(diǎn)成本低，維護(hù)管理簡單，信道利用率高。TDM/MF-TDMA網(wǎng)絡(luò)是使用最多，最成熟的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，缺點(diǎn)是小站點(diǎn)之間不能直接建立通信鏈路，需要通過主站點(diǎn)兩跳轉(zhuǎn)發(fā)，傳輸延時(shí)會增大，另外組網(wǎng)方式不夠靈活，抗毀性較差，一旦主站點(diǎn)失效，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。TDMA/CDMA是一種有主站點(diǎn)的衛(wèi)星星狀網(wǎng)絡(luò)。通過前向時(shí)分復(fù)用和反向擴(kuò)頻碼分多址組網(wǎng)。它的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與TDM/MF-TDMA網(wǎng)絡(luò)類似，由一個(gè)較大的TDM出向載波和若干同頻率CDMA載波疊加而成的入向載波組成。它與TDM/MF-TDMA的區(qū)別在于對小站點(diǎn)發(fā)送能力要求不高，適合小口徑天線小站點(diǎn)。優(yōu)點(diǎn)是小站點(diǎn)天線小，成本低，可有效抑制臨星干擾，維護(hù)管理簡單。缺點(diǎn)是頻率利用率低，小站點(diǎn)回傳速率低，可以支持的業(yè)務(wù)種類有限，而且不利于業(yè)務(wù)升級和系統(tǒng)擴(kuò)展。

SCPC(單路單載波)是基于點(diǎn)對點(diǎn)通信技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)。SCPC技術(shù)與DAMA技術(shù)結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)任意兩個(gè)站點(diǎn)間的直接通信，另外，由主站點(diǎn)網(wǎng)管可實(shí)現(xiàn)動態(tài)SCPC，既dSCPC，根據(jù)用戶申請實(shí)現(xiàn)頻率資源按需動態(tài)分配，但這一般需要小站點(diǎn)和主站點(diǎn)配置專門網(wǎng)管通道設(shè)備和相應(yīng)網(wǎng)管軟件。SCPC的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)站點(diǎn)獨(dú)立占用一個(gè)載波，通信質(zhì)量有保證，適用于應(yīng)急通信。缺點(diǎn)是信道利用率低，網(wǎng)內(nèi)所有站點(diǎn)不可能實(shí)時(shí)在線，不適合連網(wǎng)業(yè)務(wù)，不適用于接入系統(tǒng)。目前應(yīng)急通信以及動中通系統(tǒng)大多使用SCPC方式。

TDMA MESH是一種無主站點(diǎn)的衛(wèi)星網(wǎng)狀網(wǎng)，通過時(shí)分復(fù)用和多頻技術(shù)，支持衛(wèi)星網(wǎng)中所有站點(diǎn)間的實(shí)時(shí)通信。衛(wèi)星鏈路全部是一跳。TDMA-MESH優(yōu)點(diǎn)是小站點(diǎn)和小站點(diǎn)可直接建設(shè)衛(wèi)星鏈路，傳輸延時(shí)小，信道利用率高。缺點(diǎn)是技術(shù)復(fù)雜，所有站點(diǎn)都使用突發(fā)解調(diào)器，同時(shí)對站點(diǎn)型能力要求高，全網(wǎng)時(shí)鐘同步要求高，設(shè)備成本也高。

單一拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)一般針對單一傳輸業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)，缺點(diǎn)是不能承載復(fù)合傳輸業(yè)務(wù)，缺乏靈活性，整個(gè)系統(tǒng)的有效性比較低，尤其是面對當(dāng)前更為靈活的業(yè)務(wù)傳輸需求，無法滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。

星狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)中一般具有一個(gè)主站點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，其最大的特點(diǎn)是通過提高主站點(diǎn)設(shè)備的復(fù)雜性，而降低其他小站點(diǎn)終端的設(shè)備要求，使得星狀網(wǎng)絡(luò)主要支持主站點(diǎn)與小站點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)傳輸，小站點(diǎn)節(jié)點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)傳輸一般需要通過主站點(diǎn)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，如要實(shí)現(xiàn)小站點(diǎn)節(jié)點(diǎn)之間的直接數(shù)據(jù)傳輸，需要大大提高系統(tǒng)復(fù)雜度、以及成本。

網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)一般是無主站點(diǎn)節(jié)點(diǎn)，各衛(wèi)星站之間通過時(shí)分或者其他復(fù)用和多址接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)各節(jié)點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，該網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)盡管提高了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的靈活性，但節(jié)點(diǎn)之間的傳輸容量受到一定限制，即無法支持大容量數(shù)據(jù)傳輸。

點(diǎn)對點(diǎn)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)雖然可以滿足大容量數(shù)據(jù)的傳輸要求，但其結(jié)構(gòu)固定，應(yīng)用場景比較單一。

針對當(dāng)前復(fù)雜傳輸業(yè)務(wù)的需要，現(xiàn)有方案網(wǎng)絡(luò)管理采用分級模式，不同子網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸仍然通過中間節(jié)點(diǎn)來轉(zhuǎn)發(fā)，使得網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)不僅復(fù)雜、而且技術(shù)要、成本和系統(tǒng)維護(hù)難度都較高。在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，各小站點(diǎn)終端為了防止多址接入過程中突發(fā)數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞，尤其是在時(shí)分多址接入系統(tǒng)中，要求較為嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)同步。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)及其工作方法。

本發(fā)明提供一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)，包括：中心衛(wèi)星主站、分布式中心衛(wèi)星站、普通衛(wèi)星站和小口徑天線衛(wèi)星站；

所述中心衛(wèi)星主站、分布式中心衛(wèi)星站、普通衛(wèi)星站相互之間通過異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；所述異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)采用無中心、異步接入方式，前向鏈路采用時(shí)分復(fù)用的方式，所述異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)適用于星形網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)形式；

所述小口徑天線衛(wèi)星站與所述中心衛(wèi)星主站、分布式中心衛(wèi)星站、普通衛(wèi)星站之間通過小口徑天線衛(wèi)星站回傳網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；所述小口徑天線衛(wèi)星站回傳網(wǎng)絡(luò)接收異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)的前向載波數(shù)據(jù)，用于所述小口徑天線衛(wèi)星站的前向通信和高速大容量數(shù)據(jù)的接收，反向鏈路使用單獨(dú)載波回傳，所述反向鏈路支持碼分多址、頻分多址、時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多址接入。

其中，所述中心衛(wèi)星主站用于全網(wǎng)廣播數(shù)據(jù)的下發(fā)、對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理、以及與所述系統(tǒng)內(nèi)的各之間進(jìn)行通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸；所述中心衛(wèi)星主站配置大口徑衛(wèi)星天線，同時(shí)支持連續(xù)與突發(fā)兩種數(shù)據(jù)通信模式。

本發(fā)明又提供一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)的工作方法，包括：

步驟A1：中心衛(wèi)星主站啟動后，發(fā)送參考時(shí)隙與接入競爭時(shí)隙，當(dāng)接收到其他衛(wèi)星站發(fā)送的入網(wǎng)申請消息時(shí)，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)站點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)識設(shè)為激活狀態(tài)；所述其他衛(wèi)星站包括：分布式中心衛(wèi)星站、普通衛(wèi)星站、小口徑天線衛(wèi)星站；

步驟A2：其他衛(wèi)星站以參考時(shí)隙為基準(zhǔn)通過接入競爭時(shí)隙向所述中心衛(wèi)星主站發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請消息，所述中心衛(wèi)星主站根據(jù)業(yè)務(wù)申請消息的類型分配相應(yīng)的時(shí)隙資源和頻帶資源，當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，所述中心衛(wèi)星主站回收時(shí)隙資源和頻帶資源。

其中，所述中心衛(wèi)星主站根據(jù)業(yè)務(wù)申請消息的類型分配相應(yīng)的傳輸資源，包括：

當(dāng)分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)之間進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請，則中心衛(wèi)星主站將為提出申請的站點(diǎn)分配相應(yīng)的時(shí)分多址時(shí)隙資源；

當(dāng)分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)向小口徑天線衛(wèi)星站發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請，則中心衛(wèi)星主站將為分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)分配相應(yīng)的時(shí)分復(fù)用時(shí)隙資源；

當(dāng)小口徑天線衛(wèi)星站提出向中心衛(wèi)星主站、分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請，則中心衛(wèi)星主站將根據(jù)業(yè)務(wù)類型和申請要求分配獨(dú)立頻帶資源。

其中，所述步驟A1包括：

所述中心衛(wèi)星主站啟動后，發(fā)送包括參考時(shí)隙和接入競爭時(shí)隙；

其他衛(wèi)星站接收所述中心衛(wèi)星主站發(fā)送的參考時(shí)隙和接入競爭時(shí)隙，根據(jù)參考時(shí)隙調(diào)整設(shè)備參數(shù)；

其他衛(wèi)星站以所述參考時(shí)隙為基準(zhǔn)，通過所述接入競爭時(shí)隙向所述中心衛(wèi)星主站發(fā)送入網(wǎng)申請消息；

當(dāng)所述中心衛(wèi)星主站接收到正確的入網(wǎng)申請消息時(shí)，將數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)站點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)識設(shè)為在線激活，并給其他衛(wèi)星站返回入網(wǎng)申請成功信息。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明技術(shù)方案采用“時(shí)分復(fù)用”方式，中心衛(wèi)星主站調(diào)整參考時(shí)隙的長度和發(fā)送時(shí)刻，進(jìn)而主動調(diào)整全網(wǎng)內(nèi)各衛(wèi)星站之間的時(shí)鐘誤差值，使得全網(wǎng)并不需要嚴(yán)格的時(shí)鐘同步；不同類型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)隙長度相同，為不同業(yè)務(wù)量分配不同個(gè)數(shù)的時(shí)隙；該系統(tǒng)包括的兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)之間能夠無縫融合，比如，分布式中心站點(diǎn)與小口徑天線衛(wèi)星站可直接通信，不需要中間站點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)，既實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的分區(qū)/分級管理，也實(shí)現(xiàn)了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的“扁平化”優(yōu)化，大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的效率；系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了不同通信能力的站點(diǎn)組網(wǎng)進(jìn)行通信，而且能夠根據(jù)傳輸業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的變化而對系統(tǒng)資源進(jìn)行動態(tài)調(diào)整管理，尤其是針對跨區(qū)域、多分枝、分級管理的集團(tuán)公司、政府部門的衛(wèi)星通信需求，該方案在靈活性、便利性、以及高效性等方面具有創(chuàng)新性優(yōu)勢。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的通信場景示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例三提供的一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)的工作方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例一

本發(fā)明實(shí)施例一提供一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)，如圖2所示，包括：中心衛(wèi)星主站、分布式中心衛(wèi)星站、普通衛(wèi)星站、小口徑天線衛(wèi)星站，中心衛(wèi)星主站、分布式中心衛(wèi)星站、普通衛(wèi)星站站點(diǎn)相互之間通過異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；異步時(shí)分多址(TDMA)網(wǎng)絡(luò)通過各衛(wèi)星站之間的優(yōu)先級高低進(jìn)行數(shù)據(jù)通信和高速大容量數(shù)據(jù)分發(fā)，為骨干傳輸鏈路，站點(diǎn)類型包括地面固定站點(diǎn)、大口徑車載站點(diǎn)等。異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)采用無中心、異步接入方式，前向鏈路采用時(shí)分復(fù)用的方式，異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)適用于星形網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組網(wǎng)形式。小口徑天線衛(wèi)星站分別與中心衛(wèi)星主站、分布式中心衛(wèi)星站、普通固定衛(wèi)星站之間通過小口徑天線衛(wèi)星站回傳網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信；小口徑天線衛(wèi)星站回傳網(wǎng)絡(luò)接收異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)的前向載波數(shù)據(jù)，用于小口徑天線衛(wèi)星站的前向通信和高速大容量數(shù)據(jù)的接收，反向鏈路使用單獨(dú)載波回傳，反向鏈路支持碼分多址、頻分多址、時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)多址接入。

各個(gè)站點(diǎn)的設(shè)備配置如下：

在該系統(tǒng)中具有一個(gè)中心衛(wèi)星主站，中心衛(wèi)星主站能與該系統(tǒng)內(nèi)所有站點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，其主要作用是全網(wǎng)廣播數(shù)據(jù)的下發(fā)、對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行管理、以及與系統(tǒng)內(nèi)的各衛(wèi)星站之間進(jìn)行通信數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸，中心衛(wèi)星主站配置大口徑衛(wèi)星天線，支持多種速率數(shù)據(jù)的傳輸，同時(shí)支持連續(xù)與突發(fā)兩種數(shù)據(jù)通信模式，該站點(diǎn)配置完備的網(wǎng)絡(luò)管理功能模塊，一般設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的最高級；

在該系統(tǒng)中分布式中心衛(wèi)星站可包括分布式固定衛(wèi)星站和分布式移動衛(wèi)星站，其中分布式固定衛(wèi)星站可與該系統(tǒng)內(nèi)的所有站點(diǎn)進(jìn)行通信。在本系統(tǒng)中，其主要角色為負(fù)責(zé)某一區(qū)域內(nèi)多個(gè)通信站點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸，因此，分布式固定衛(wèi)星站一般布置在目的性較強(qiáng)的區(qū)域內(nèi)。分布式移動衛(wèi)星站在整個(gè)系統(tǒng)中的角色與分布式固定衛(wèi)星站相似，只是針對不同的應(yīng)用環(huán)境，分布式移動衛(wèi)星站通過車載方式，可以實(shí)現(xiàn)移動，在多個(gè)不同的地理環(huán)境下與系統(tǒng)中的其他衛(wèi)星站進(jìn)行通信，而分布式固定衛(wèi)星站則只能固定在某一地點(diǎn)。

普通衛(wèi)星站包括普通固定衛(wèi)星站和普通中通車載衛(wèi)星站，其中普通固定衛(wèi)星站為整個(gè)系統(tǒng)中最主要的應(yīng)用通信站點(diǎn)，數(shù)量最多，同時(shí)承擔(dān)全系統(tǒng)主要的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸任務(wù)，同樣，該普通固定衛(wèi)星站也可與系統(tǒng)內(nèi)的其他衛(wèi)星站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，但其主要與分布式中心衛(wèi)星站進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。普通中通車載衛(wèi)星站在整個(gè)系統(tǒng)中的角色與功能與普通固定衛(wèi)星站類似，只是普通中通車載衛(wèi)星站是可移動的，而普通固定衛(wèi)星站是固定的。

小口徑天線衛(wèi)星站在整個(gè)系統(tǒng)中屬于最基本的通信站點(diǎn)，它具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，生存能力強(qiáng)的特點(diǎn)。其相當(dāng)于圖1衛(wèi)星通信應(yīng)用場景中的“項(xiàng)目組”站點(diǎn)，數(shù)量最多，需要通信的數(shù)據(jù)量較少，站點(diǎn)類型包括便攜衛(wèi)星站點(diǎn)、小口徑車/機(jī)載衛(wèi)星站點(diǎn)等。

如圖2所示，在本系統(tǒng)中，中心衛(wèi)星主站、分布式站點(diǎn)、以及普通站點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)無中心的異步TDMA(時(shí)分多址)網(wǎng)絡(luò)，其特點(diǎn)是該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各衛(wèi)星站之間可以互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)傳輸速率較高，同時(shí)具備與小口徑天線衛(wèi)星站之間的通信能力。該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各衛(wèi)星站鏈路采用相同頻率的頻譜資源，通過時(shí)分多址接入方式解決發(fā)送數(shù)據(jù)沖突問題，而發(fā)送至小口徑天線衛(wèi)星站的數(shù)據(jù)則通過時(shí)分復(fù)用的方式來實(shí)現(xiàn)。在該網(wǎng)絡(luò)中，中心衛(wèi)星主站具備與系統(tǒng)內(nèi)能力最弱的站點(diǎn)進(jìn)行通信的能力。

小口徑天線衛(wèi)星站可以接收本系統(tǒng)內(nèi)所有中心站點(diǎn)和普通站點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)，而反向鏈路則支持通過多種多址接入方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)回傳，根據(jù)回傳數(shù)據(jù)量的大小，決定選用的多址接入方式，一般情況下小口徑天線衛(wèi)星站只向所屬中心衛(wèi)星站或普通衛(wèi)星站發(fā)送回傳數(shù)據(jù)。

本實(shí)施例的系統(tǒng)是網(wǎng)狀網(wǎng)和星形網(wǎng)混合網(wǎng)絡(luò)，通過將大數(shù)據(jù)廣播下發(fā)和指揮通信合并到一個(gè)載波下，可以充分利用下行頻帶資源，解調(diào)門限低，解調(diào)同步快，在異步突發(fā)通信中，有效利用時(shí)隙資源；抗頻偏能力強(qiáng)，適用于窄帶通信；支持甚小口徑天線衛(wèi)星站以及便攜站點(diǎn)回傳；可調(diào)整擴(kuò)頻方式，防止臨星干擾，平衡功率帶寬比。異步時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)為高速數(shù)據(jù)分發(fā)網(wǎng)，有效利用衛(wèi)星資源，實(shí)現(xiàn)分布式高速數(shù)據(jù)上傳和高速數(shù)據(jù)分發(fā)，速率最高可達(dá)60Mbps；多模式動態(tài)反向回傳通道，可實(shí)現(xiàn)小口徑天線接入，支持不同口徑天線分組接入方式，有效保證資源利用率和系統(tǒng)可靠性；實(shí)現(xiàn)動態(tài)用戶分區(qū)切換，支持跨中心組網(wǎng)通信。

實(shí)施例二

本發(fā)明實(shí)施例二提供一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程如圖3所示，包括：

本系統(tǒng)包括兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)，即異步無中心時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)和小口徑天線衛(wèi)星站回傳網(wǎng)絡(luò)，異步無中心時(shí)分多址網(wǎng)絡(luò)前向鏈路采用時(shí)分復(fù)用的方式，所有不同類型的站點(diǎn)共用一個(gè)載波，通過不同的時(shí)隙劃分防止站點(diǎn)前向鏈路發(fā)送數(shù)據(jù)發(fā)生碰撞。在該系統(tǒng)中，中心衛(wèi)星主站具有前向鏈路的時(shí)隙分配與管理功能，對時(shí)隙資源進(jìn)行動態(tài)分配，即根據(jù)每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的衛(wèi)星站點(diǎn)通信速率要求不同而分配不同的時(shí)隙資源。

本系統(tǒng)中的時(shí)隙類型分為四種，初始參考時(shí)隙、接入競爭時(shí)隙、雙向時(shí)分多址時(shí)隙和前向時(shí)分復(fù)用時(shí)隙，整個(gè)時(shí)隙周期長度為560ms。

參考時(shí)隙：一個(gè)完整時(shí)隙周期的開始標(biāo)志，由中心衛(wèi)星主站發(fā)送，作為整個(gè)時(shí)隙結(jié)構(gòu)的起始參考。其他衛(wèi)星站通過接收參考時(shí)隙校準(zhǔn)自己的發(fā)送時(shí)隙時(shí)刻，另外，參考時(shí)隙中還包括小站點(diǎn)的網(wǎng)控信息、時(shí)隙分配以及站點(diǎn)狀態(tài)信息，每個(gè)時(shí)隙周期內(nèi)只有一個(gè)參考時(shí)隙；

接入競爭時(shí)隙：用于站點(diǎn)設(shè)備開機(jī)后入網(wǎng)申請和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)申請，每個(gè)周期內(nèi)只有一個(gè)接入競爭時(shí)隙；

時(shí)分多址時(shí)隙：用于中心衛(wèi)星主站和其他普通站點(diǎn)發(fā)送突發(fā)數(shù)據(jù)，從而構(gòu)成一個(gè)無中心的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，在本系統(tǒng)中一個(gè)完整時(shí)隙周期最多包含不超過180個(gè)時(shí)分多址時(shí)隙；

時(shí)分復(fù)用時(shí)隙：用于中心衛(wèi)星主站向小口徑天線衛(wèi)星站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，在本系統(tǒng)中一個(gè)完整時(shí)隙周期最多包含不超過20個(gè)時(shí)分復(fù)用時(shí)隙。

實(shí)施例三

本發(fā)明實(shí)施例三提供一種衛(wèi)星通信組網(wǎng)系統(tǒng)的工作方法，中心衛(wèi)星主站為該系統(tǒng)的核心，管理控制著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，而且能夠與系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)直接數(shù)據(jù)傳輸，中心衛(wèi)星主站管理與分配全網(wǎng)前向時(shí)隙資源，接收每個(gè)站點(diǎn)的入網(wǎng)申請突發(fā)時(shí)隙數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)傳輸資源申請突發(fā)數(shù)據(jù)，并且根據(jù)全網(wǎng)資源狀態(tài)，動態(tài)分配時(shí)隙資源和頻譜資源。

如圖4所示，本實(shí)施例的方法包括：

步驟A1：中心衛(wèi)星主站啟動后，發(fā)送參考時(shí)隙與接入競爭時(shí)隙，當(dāng)接收到其他衛(wèi)星站發(fā)送的入網(wǎng)申請消息時(shí)，將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)站點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)識設(shè)為激活狀態(tài)；其他衛(wèi)星站包括：分布式中心衛(wèi)星站、普通衛(wèi)星站、小口徑天線衛(wèi)星站；

具體的，步驟A1包括：

中心衛(wèi)星主站啟動后，發(fā)送包括參考時(shí)隙和接入競爭時(shí)隙；

其他衛(wèi)星站接收中心衛(wèi)星主站發(fā)送的參考時(shí)隙和接入競爭時(shí)隙，根據(jù)參考時(shí)隙調(diào)整設(shè)備參數(shù)；

其他衛(wèi)星站以參考時(shí)隙為基準(zhǔn)，通過接入競爭時(shí)隙向中心衛(wèi)星主站發(fā)送入網(wǎng)申請消息；

當(dāng)中心衛(wèi)星主站接收到正確的入網(wǎng)申請消息時(shí)，將數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)站點(diǎn)的狀態(tài)標(biāo)識設(shè)為在線激活，并給其他衛(wèi)星站返回入網(wǎng)申請成功信息；

步驟A2：其他衛(wèi)星站以參考時(shí)隙為基準(zhǔn)通過接入競爭時(shí)隙向中心衛(wèi)星主站發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請消息，中心衛(wèi)星主站根據(jù)業(yè)務(wù)申請消息的類型分配相應(yīng)的時(shí)隙資源和頻帶資源，當(dāng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，中心衛(wèi)星主站回收時(shí)隙資源和頻帶資源。

在本實(shí)施例中，中心衛(wèi)星主站根據(jù)業(yè)務(wù)申請消息的類型分配相應(yīng)的時(shí)隙資源和頻帶資源，具體包括：

當(dāng)分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)之間進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請，則中心衛(wèi)星主站將為提出申請的站點(diǎn)分配相應(yīng)的時(shí)分多址時(shí)隙資源；

當(dāng)分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)向小口徑天線衛(wèi)星站發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請，則中心衛(wèi)星主站將為分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)分配相應(yīng)的時(shí)分復(fù)用時(shí)隙資源；

當(dāng)小口徑天線衛(wèi)星站提出向中心衛(wèi)星主站、分布式中心站點(diǎn)、普通站點(diǎn)發(fā)送業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸申請，則中心衛(wèi)星主站將根據(jù)業(yè)務(wù)類型和申請要求分配獨(dú)立頻帶資源；

本系統(tǒng)中，小口徑天線衛(wèi)星站點(diǎn)之間不能直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明公開的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。