CN106330292A - 一种通用车载卫星通信系统及其通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通用车载卫星通信系统及其通信方法。所述系统包括卫星收发子系统、业务接入子系统、业务处理子系统、综合控制子系统、供电子系统、载车子系统。卫星收发子系统用于负责卫星通信中指向通信卫星，实现射频信息的收发，同时具备变频功能，实现中频信息与射频信息的变换，其中频接口固定。业务处理子系统与卫星收发子系统对接，用于完成对接收与发射的卫星信号处理流程。业务接入子系统用于建立内部IP网络，对内提供所有子系统的IP接口，对外提供各种数据接口并进行IP化处理。综合控制子系统用于完成对所有子系统的参数配置、系统状态显示与监控。供电子系统用于完成对车内所有子系统的供电。载车子系统用于车载站的主干。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信设计，具体是一种通用车载卫星通信系统，可用于通信、测控等多个领域。
背景技术
在卫星通信领域，由于应用场景的不同，需要不同的卫星通信手段，其涉及不同的卫星通信终端，规模非常小的应用如卫星通信电话，规模非常大的应用如地面微波通信站等等。随着卫星通信应用领域的扩展，为了更好的服务与政府等公用领域的应急通信、临时指挥等需求，需要开发出一套车载卫星通信系统，该系统机动性强，能够根据任务需求及时到达任务指定地点，通过自带的卫星通信手段，实现各项指挥任务的执行。
对于一般的车载卫星通信系统，其系统架构设计简单，通过对各项通信模块的集成，即可实现系统设计。但是该系统设计具备如下缺陷：1、系统集成度低，所有模块接口均不一致，导致系统升级扩展能力差；2、系统通信手段单一，没有通信备份；3、系统需要针对每一种通信应用重新开始设计，系统的复用性差。
发明内容
本发明目的在于提供一种通用车载卫星通信系统及其通信方法，所述系统通过多项技术设计，具备功能可升级、系统扩展性强的特点，克服了以往车载卫星通信系统设计单一、定制性强、集成度低、通信手段单一、复用性差的弱点，可用于通信、测控等多个领域。
为了达到上述的目的，本发明采用以下技术方案实现：一种通用车载卫星通信系统，其包括卫星收发子系统、业务接入子系统、业务处理子系统、综合控制子系统、供电子系统、载车子系统；其中，每个子系统的功能相互独立；所述卫星收发子系统用于负责卫星通信中指向通信卫星，实现射频信息的收发，同时具备变频功能，实现中频信息与射频信息的变换，其中频接口固定；所述业务处理子系统与所述卫星收发子系统对接，用于完成对接收与发射的卫星信号处理流程；所述业务接入子系统用于建立内部IP网络，对内提供所有子系统的IP接口，对外提供各种数据接口并进行IP化处理；所述综合控制子系统用于完成对所有子系统的参数配置、系统状态显示与监控；所述供电子系统用于完成对车内所有子系统的供电；所述载车子系统用于车载站的主干。
作为上述方案的进一步改进，所述业务接入子系统自带勤务通信，实现对卫星通信信息的备份。
进一步地，所述业务处理子系统通过IP接口对接到所述业务接入子系统。
进一步地，所述通用车载卫星通信系统的工作开展包括：
(1)开机自检：车载站开展任务部署，调平载车，开启市电或油机，开启车载站所有设备，通过所述综合控制子系统检测所有子系统状态是否正常，如果异常，则排查原因，如果正常进入后续流程；
(2)勤务通信：开启勤务通信功能，接收指挥中心的任务与参数设定，并配置相关参数；
(3)天线展开：依据所述卫星收发子系统的地理定位、航姿检测、指北检测这些信息计算出抛物面天线的方位角和俯仰角，控制抛物面天线完成指星工作；
(4)链路状态检测：所述综合控制子系统接收链路检测信息，判定卫星链路是否正常，如果异常，则进行异常排查，如果正常进入后续流程；
(5)业务接入：完成各项业务的接入工作，在该过程中，将实时对卫星链路进行链路状态监测。
5、一种通用车载卫星通信方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)开机自检；
(2)勤务通信；
(3)天线展开；
(4)链路状态检测；
(5)业务接入。
作为上述方案的进一步改进，步骤(1)开机自检中，包括以下步骤：
(1.1)供电开启；
(1.2)通用车载卫星通信系统开启；
(1.3)通用车载卫星通信系统自检；
(1.4)判断自检是否正常，如正常则进入步骤(2)勤务通信，否则进入步骤(1.5)；
(1.5)链路异常处理；
(1.6)判断链路异常是否处理完毕，是则重新进入步骤(1.3)，否则进入步骤(1.7)；
(1.7)终止任务。
作为上述方案的进一步改进，步骤(2)勤务通信中，包括以下步骤：
(2.1)开启勤务通信；
(2.2)勤务通信建立；
(2.3)参数配置。
作为上述方案的进一步改进，步骤(3)天线展开中，包括以下步骤：
(3.1)地理位置检测；
(3.2)航姿检测；
(3.3)指北检测；
(3.4)根据三个检测的检测数据计算出通用车载卫星通信系统的抛物面天线的方位角和俯仰角；
(3.5)控制抛物面天线完成指星；
(3.6)判断卫星是否锁定，如是则进入步骤(4)，否则回到步骤(3.4)；
其中，步骤(3.1)、步骤(3.2)、步骤(3.3)无前后顺序的限制。
作为上述方案的进一步改进，步骤(4)链路状态检测中，包括以下步骤：
(4.1)卫星链路检测；
(4.2)判断卫星链路检测是否正常，正常则进入步骤(4.3)，否则进入步骤(4.4)；
(4.3)业务信息通信；
(4.4)链路异常处理；
(4.5)对通信的业务信息，实行卫星链路监测；
(4.6)判断卫星链路监测结果是否正常，正常则进入步骤(5)，否则进入步骤(4.4)；
(4.7)判断步骤(4.4)中的链路异常是否处理完毕，是则进入步骤(4.1)，否则进入步骤(4.8)；
(4.8)撤销链路。
进一步地，步骤(5)业务接入中，判断通用车载卫星通信系统事先设定的各项任务是否完成，是则进入步骤(4.8)，否则进入步骤(4.3)。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本方案采用模块化的架构设计，所有功能模块(即各个子系统)对接接口统一，各个模块升级改装方便，不影响其他模块；
2、本方案采用IP网络架构，内部接口统一，对外接口多样，方便系统的扩展升级需要；
3、本方案设计了勤务通信功能，实现了对卫星通信的备份功能。
附图说明
图1是本发明通用车载卫星通信系统的结构框图；
图2是图1中通用车载卫星通信系统的方法流程图；
图3是图2中通用车载卫星通信方法的具体流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本发明的通用车载卫星通信系统采用模块化设计的系统结构，依据目前的车载卫星通信应用与将来的扩展需求，将车载卫星通信系统主要划分为六个子系统：卫星收发子系统、业务接入子系统、业务处理子系统、综合控制子系统、供电子系统、载车子系统。其中，每个子系统的功能相互独立。
通用车载卫星通信系统采用IP化的网络架构，所有内部接口采用IP接口，所有外部接口的业务数据进行IP化处理，使得内部扩展升级简化、外部业务扩展简化。同时在业务接入子系统中加入了勤务通信手段，实现了在卫星通信由于某些原因无法建立时，能够通过勤务通信实现临时、简单的备用通信功能。各个子系统介绍如下。
卫星收发子系统：负责卫星通信中指向通信卫星，实现射频信息的收发，同时具备变频功能，实现中频信息与射频信息的变换，其中频接口固定。
业务处理子系统：与卫星收发子系统对接，完成对接收与发射的卫星信号处理流程，该子系统通过IP接口对接到业务接入子系统。
业务接入子系统：建立内部IP网络，对内提供所有模块的IP接口，对外提供各种数据接口、包括光信号、E1信号、话音信号、IP信号等常用业务接口，并进行IP化处理。业务接入子系统自带勤务通信，实现对卫星通信的备份。
综合控制子系统：完成对所有设备的参数配置、系统状态显示与监控。
供电子系统：完成对车内所有设备的供电，可依据需要进行市电、油机等设计。
载车子系统：车载站的主干，包括车辆，方舱等等结构。
图1所设计的通用车载卫星通信系统，依据图2所示流程进行操作。通过对卫星通信应用场景的分析与设计，可设计功能全面的使用流程，通用车载卫星通信系统的工作开展可分为5个工作阶段。
1)开机自检。车载站开展任务部署，调平载车，开启市电或油机，开启车载站所有设备，通过综合控制子系统检测所有设备状态是否正常。如果异常，则排查原因，等设备状态启动正常，则进入下一步。
2)勤务通信。开启勤务通信功能，接收指挥中心的任务与参数设定。并配置相关参数。
3)天线展开。依据卫星收发子系统的地理定位、航姿检测、指北检测等信息计算出抛物面天线的方位角和俯仰角，控制抛物面天线完成指星工作。
4)链路状态检测。综合控制子系统接收链路检测信息，判定卫星链路是否正常，如果异常，则进行异常排查，如果正常，则进入下一步。
5)业务接入。完成各项业务的接入工作。在该过程中，将实时对卫星链路进行链路状态监测。
也就是说，本发明通用车载卫星通信系统的通用车载卫星通信方法主要包括以下步骤：(1)开机自检；(2)勤务通信；(3)天线展开；(4)链路状态检测；(5)业务接入。
请结合图3，在步骤(1)开机自检中，包括以下步骤：(1.1)供电开启；(1.2)通用车载卫星通信系统开启；(1.3)通用车载卫星通信系统自检；(1.4)判断自检是否正常，如正常则进入步骤(2)勤务通信，否则进入步骤(1.5)；(1.5)链路异常处理；(1.6)判断链路异常是否处理完毕，是则重新进入步骤(1.3)，否则进入步骤(1.7)；(1.7)终止任务。
步骤(2)勤务通信中，包括以下步骤：(2.1)开启勤务通信；(2.2)勤务通信建立；(2.3)参数配置。
步骤(3)天线展开中，包括以下步骤：(3.1)地理位置检测；(3.2)航姿检测；(3.3)指北检测；(3.4)根据三个检测的检测数据计算出通用车载卫星通信系统的抛物面天线的方位角和俯仰角；(3.5)控制抛物面天线完成指星；(3.6)判断卫星是否锁定，如是则进入步骤(4)，否则回到步骤(3.4)。其中，步骤(3.1)、步骤(3.2)、步骤(3.3)无前后顺序的限制。
步骤(4)链路状态检测中，包括以下步骤：(4.1)卫星链路检测；(4.2)判断卫星链路检测是否正常，正常则进入步骤(4.3)，否则进入步骤(4.4)；(4.3)业务信息通信；(4.4)链路异常处理；(4.5)对通信的业务信息，实行卫星链路监测；(4.6)判断卫星链路监测结果是否正常，正常则进入步骤(5)，否则进入步骤(4.4)；(4.7)判断步骤(4.4)中的链路异常是否处理完毕，是则进入步骤(4.1)，否则进入步骤(4.8)；(4.8)撤销链路。
步骤(5)业务接入中，判断通用车载卫星通信系统事先设定的各项任务是否完成，是则进入步骤(4.8)，否则进入步骤(4.3)。
本发明提出的通用车载卫星通信系统及其通信方法，在考虑现有卫星通信应用和未来可扩展的基础上，进行了模块化的架构设计，采用了IP化的网络接口处理，并配有勤务通信功能，解决了之前的车载卫星通信系统集成度低、通信手段单一、复用性差等特点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的发明保护范围。
Claims (10)
1.一种通用车载卫星通信系统，其特征在于：其包括卫星收发子系统、业务接入子系统、业务处理子系统、综合控制子系统、供电子系统、载车子系统；其中，每个子系统的功能相互独立；所述卫星收发子系统用于负责卫星通信中指向通信卫星，实现射频信息的收发，同时具备变频功能，实现中频信息与射频信息的变换，其中频接口固定；所述业务处理子系统与所述卫星收发子系统对接，用于完成对接收与发射的卫星信号处理流程；所述业务接入子系统用于建立内部IP网络，对内提供所有子系统的IP接口，对外提供各种数据接口并进行IP化处理；所述综合控制子系统用于完成对所有子系统的参数配置、系统状态显示与监控；所述供电子系统用于完成对车内所有子系统的供电；所述载车子系统用于车载站的主干。
2.根据权利要求1所述的通用车载卫星通信系统，其特征在于：所述业务接入子系统自带勤务通信，实现对卫星通信信息的备份。
3.根据权利要求2所述的通用车载卫星通信系统，其特征在于：所述业务处理子系统通过IP接口对接到所述业务接入子系统。
4.根据权利要求2所述的通用车载卫星通信系统，其特征在于：所述通用车载卫星通信系统的工作开展包括：
(1)开机自检：车载站开展任务部署，调平载车，开启市电或油机，开启车载站所有设备，通过所述综合控制子系统检测所有子系统状态是否正常，如果异常，则排查原因，如果正常进入后续流程；
(2)勤务通信：开启勤务通信功能，接收指挥中心的任务与参数设定，并配置相关参数；
(3)天线展开：依据所述卫星收发子系统的地理定位、航姿检测、指北检测这些信息计算出抛物面天线的方位角和俯仰角，控制抛物面天线完成指星工作；
(4)链路状态检测：所述综合控制子系统接收链路检测信息，判定卫星链路是否正常，如果异常，则进行异常排查，如果正常进入后续流程；
(5)业务接入：完成各项业务的接入工作，在该过程中，将实时对卫星链路进行链路状态监测。
5.一种通用车载卫星通信方法，其特征在于：其包括以下步骤：
(1)开机自检；
(2)勤务通信；
(3)天线展开；
(4)链路状态检测；
(5)业务接入。
6.根据权利要求5所述的通用车载卫星通信方法，其特征在于：步骤(1)开机自检中，包括以下步骤：
(1.1)供电开启；
(1.2)通用车载卫星通信系统开启；
(1.3)通用车载卫星通信系统自检；
(1.4)判断自检是否正常，如正常则进入步骤(2)勤务通信，否则进入步骤(1.5)；
(1.5)链路异常处理；
(1.6)判断链路异常是否处理完毕，是则重新进入步骤(1.3)，否则进入步骤(1.7)；
(1.7)终止任务。
7.根据权利要求5所述的通用车载卫星通信方法，其特征在于：步骤(2)勤务通信中，包括以下步骤：
(2.1)开启勤务通信；
(2.2)勤务通信建立；
(2.3)参数配置。
8.根据权利要求5所述的通用车载卫星通信方法，其特征在于：步骤(3)天线展开中，包括以下步骤：
(3.1)地理位置检测；
(3.2)航姿检测；
(3.3)指北检测；
(3.4)根据三个检测的检测数据计算出通用车载卫星通信系统的抛物面天线的方位角和俯仰角；
(3.5)控制抛物面天线完成指星；
(3.6)判断卫星是否锁定，如是则进入步骤(4)，否则回到步骤(3.4)；
其中，步骤(3.1)、步骤(3.2)、步骤(3.3)无前后顺序的限制。
9.根据权利要求5所述的通用车载卫星通信方法，其特征在于：步骤(4)链路状态检测中，包括以下步骤：
(4.1)卫星链路检测；
(4.2)判断卫星链路检测是否正常，正常则进入步骤(4.3)，否则进入步骤(4.4)；
(4.3)业务信息通信；
(4.4)链路异常处理；
(4.5)对通信的业务信息，实行卫星链路监测；
(4.6)判断卫星链路监测结果是否正常，正常则进入步骤(5)，否则进入步骤(4.4)；
(4.7)判断步骤(4.4)中的链路异常是否处理完毕，是则进入步骤(4.1)，否则进入步骤(4.8)；
(4.8)撤销链路。
10.根据权利要求9所述的通用车载卫星通信方法，其特征在于：步骤(5)业务接入中，判断通用车载卫星通信系统事先设定的各项任务是否完成，是则进入步骤(4.8)，否则进入步骤(4.3)。
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