CN108631860A - 终端与卫星间的通信方法以及终端 - Google Patents

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CN108631860A
CN108631860A CN201810937973.6A CN201810937973A CN108631860A CN 108631860 A CN108631860 A CN 108631860A CN 201810937973 A CN201810937973 A CN 201810937973A CN 108631860 A CN108631860 A CN 108631860A
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Abstract

本发明实施例涉及一种终端与卫星间的通信方法以及终端，所述方法包括：确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标；根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数；根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。由此，可以实现终端在陆地通信与卫星通信的结合以及陆地通信与卫星通信之间的模式切换。

Description

终端与卫星间的通信方法以及终端
技术领域
本发明实施例涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种终端与卫星间的通信方法以及终端。
背景技术
卫星通信系统具有覆盖范围广、通信距离远等优点，特别适合通信网络无法覆盖区域的通信保障。根据卫星通信系统使用的频段分类，一般可分为以C、Ku、Ka频段为代表的传统卫星通信系统，以及以VHF、UHF、L、S频段为代表的卫星移动通信系统。
长期以来，卫星通信系统与通信系统独立发展。移动通信系统已多样化和产业化，而卫星通信受限于电波传输距离远等问题，卫星通信终端通常需要配备较高增益的天线和专用功率放大器，一般以行业类终端形态出现。即便部分卫星通信行业类终端集成了通信系统功能，也需要采用大量的卫星通信专用器件，价格相对高昂，仍然只能面向行业类市场，无法直接服务于大众市场。
对于通信受限的情况下，如，在地震区域、沙漠区域、高山区域、海洋区域等缺少基站严重影响通信，此时，卫星通信可替代通信进行信息交互；然而，现有技术方案中，单纯的卫星通信通信成本较高，缺少通信与卫星通信的结合方案。
发明内容
本发明实施例提供一种终端与卫星间的通信方法以及终端，可以实现终端在地通信与卫星通信的结合以及陆地通信与卫星通信之间的模式切换。
第一方面，本发明实施例提供了一种终端与卫星间的通信方法，包括：
确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标；
根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数；
根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。
在一个可能的实施方式中，所述确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标，包括：
根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带宽相匹配的终端通信制式的功率放大器；
确定卫星通信频段的发射效率和天线的增益典型值；
根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带相匹配的终端通信制式的射频模块；
根据所述发射频率和所述带宽修改所述射频模块内的参数，以使所述终端的频段与所述卫星的频段相匹配。
在一个可能的实施方式中，所述修改所述射频模块内的参数至少包括以下之一：
修改所述射频模块内频率综合器参数或锁相环参数。
在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
当终端的电信运营商处于非正常工作模式下，通过用户的选择发出终端与卫星间的通信模式。
在一个可能的实施方式中，所述根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数，包括：
根据所述功率放大器、所述发射效率、所述天线的增益典型值以及所述卫星的参数信息确定反向上行链路、反向下行链路以及总链路的信号体制参数。
在一个可能的实施方式中，所述信号体制参数至少包括以下之一：
调制方式、多址方式、编码方式、信息编排格式或纠错编码设计。
在一个可能的实施方式中，所述调制方式至少包括以下之一：
偏移四相相移键控调制OQPSK、最小频移键控调制MSK或高斯最小频移键控调制GMSK。
在一个可能的实施方式中，所述多址方式为频分多址FDMA与码分多址CDMA相结合；
其中，频率分配方法由所选卫星移动通信系统允许使用的频率资源和允许的短突发传输体制容量共同优化确定。
在一个可能的实施方式中，所述信息编排格式至少包括以下之一：
发信方地址、收信方地址、信息内容、校验和身份认证内容。
在一个可能的实施方式中，所述纠错编码设计采用香农极限的纠错编码方式。
在一个可能的实施方式中，所述方法还包括：
接收卫星采用广播形式发送的电文；
根据所述电文控制所述终端与所述卫星的通信。
在一个可能的实施方式中，设计所述电文中的预留比特位，将所述预留比特位中的一个或多个作为是否允许反向入站发射的标志位、速率和频度控制标志位。
在一个可能的实施方式中，所述根据所述电文控制所述终端与所述卫星的通信，包括：
根据所述电文关闭所述终端向所述卫星发送信号；
或者，
根据所述电文控制所述终端向所述卫星发送信号的发射频率、速率与频度。
在一个可能的实施方式中，所述终端至少包括以下之一：
手机或移动电话、平板电脑、膝上型电脑、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备、个人数字助理、电子书阅读器、虚拟现实智能设备或数字广播终端。
在一个可能的实施方式中，所述终端采用圆极化或线极化天线。
第二方面，本发明实施例提供一种与卫星间的通信设备，包括：
确定模块，用于确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的通信设备的降额性能指标；
所述确定模块，还用于根据所述降额性能指标确定所述通信设备反向上行链路的信号体制参数；
发送模块，用于根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。
在一个可能的实施方式中，所述确定模块，具体用于根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带宽相匹配的通信设备通信制式的功率放大器；确定卫星通信频段的发射效率和天线的增益典型值；根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带相匹配的通信设备通信制式的射频模块；根据所述发射频率和所述带宽修改所述射频模块内的参数，以使所述通信设备的频段与所述卫星的频段相匹配。
在一个可能的实施方式中，所述确定模块，具体用于修改所述射频模块内频率综合器参数或锁相环参数。
在一个可能的实施方式中，所述设备还包括：
模式选择模块，用于当通信设备的电信运营商处于非正常工作模式下，通过触发机制选择通信设备与卫星间的通信模式。
在一个可能的实施方式中，所述确定模块，具体用于根据所述功率放大器、所述发射效率、所述天线的增益典型值以及所述卫星的参数信息确定反向上行链路、反向下行链路以及总链路的信号体制参数。
在一个可能的实施方式中，所述信号体制参数至少包括以下之一：
调制方式、多址方式、编码方式、信息编排格式或纠错编码设计。
在一个可能的实施方式中，所述调制方式至少包括以下之一：
偏移四相相移键控调制OQPSK、最小频移键控调制MSK或高斯最小频移键控调制GMSK。
在一个可能的实施方式中，所述多址方式为频分多址FDMA与码分多址CDMA相结合；
其中，频率分配设备由所选卫星移动通信系统允许使用的频率资源和允许的短突发传输体制容量共同优化确定。
在一个可能的实施方式中，所述信息编排格式至少包括以下之一：
发信方地址、收信方地址、信息内容、校验和身份认证内容。
在一个可能的实施方式中，所述纠错编码设计采用香农极限的纠错编码方式。
在一个可能的实施方式中，所述设备还包括：
接收模块，用于接收卫星采用广播形式发送的电文；
控制模块，用于根据所述电文控制所述通信设备与所述卫星的通信。
在一个可能的实施方式中，设计所述电文中的预留比特位，将所述预留比特位中的一个或多个作为是否允许反向入站发射的标志位和速率控制标志位。
在一个可能的实施方式中，控制模块，具体用于根据所述电文关闭所述通信设备向所述卫星发送信号；或者，根据所述电文控制所述通信设备向所述卫星发送信号的频率和发射速率与频度；或者，根据所述电文控制休眠和唤醒所述通信设备向所述卫星发送信号。
在一个可能的实施方式中，所述通信设备至少包括以下之一：
手机或移动电话、平板电脑、膝上型电脑、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备、个人数字助理、电子书阅读器、虚拟现实智能设备或数字广播终端。
在一个可能的实施方式中，所述通信设备采用圆极化或线极化天线。
第三方面，本发明实施例提供一种终端，包括：
卫星定位模块、卫星基带模块、基带模块、射频收发器、第一开关、射频前端、第一功率放大器、第二开关以及天线；
所述卫星定位模块，用于定位所述终端；
基带模块，用于接收并存储用户配置参数；
所述卫星基带模块，用于接收待发送信息，接收来自定位模块和基带模块的控制信息，生成的卫星基带信号发送给射频收发器；
所述射频收发器，用于修改频率综合器参数或锁相环参数；
所述第一开关，用于对陆地通信和卫星通信模式的切换控制；
所述第二开关，用于对陆地通信和卫星通信模式的切换控制。
在一个可能的实施方式中，所述射频前端包括第二功率放大器和滤波器。
在一个可能的实施方式中，所述天线包括：平面倒F型天线或环形天线。
第四方面，本发明实施例提供一种终端，所示终端包括：处理器、存储器、收发器，处理器，用于确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标；根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数；收发器，用于根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。
在一个可能的实施方式中，处理器，具体用于根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带宽相匹配的终端通信制式的功率放大器；确定卫星通信频段的发射效率和天线的增益典型值；根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带相匹配的终端通信制式的射频模块；根据所述发射频率和所述带宽修改所述射频模块内的参数，以使所述终端的频段与所述卫星的频段相匹配。
在一个可能的实施方式中，处理器，具体用于修改所述射频模块内频率综合器参数或锁相环参数。
在一个可能的实施方式中，处理器，具体用于当终端的电信运营商处于非正常工作模式下，通过触发机制选择终端与卫星间的通信模式。
在一个可能的实施方式中，处理器，具体用于根据所述功率放大器、所述发射效率、所述天线的增益典型值以及所述卫星的参数信息确定反向上行链路、反向下行链路以及总链路的信号体制参数。
在一个可能的实施方式中，所述信号体制参数至少包括以下之一：
调制方式、多址方式、编码方式、信息编排格式或纠错编码设计。
在一个可能的实施方式中，所述调制方式至少包括以下之一：
偏移四相相移键控调制OQPSK、最小频移键控调制MSK或高斯最小频移键控调制GMSK。
在一个可能的实施方式中，所述多址方式为频分多址FDMA与码分多址CDMA相结合；
其中，频率分配方法由所选卫星移动通信系统允许使用的频率资源和允许的短突发传输体制容量共同优化确定。
在一个可能的实施方式中，所述信息编排格式至少包括以下之一：
发信方地址、收信方地址、信息内容、校验和身份认证内容。
在一个可能的实施方式中，所述纠错编码设计采用香农极限的纠错编码方式。
在一个可能的实施方式中，收发器，还用于接收卫星采用广播形式发送的电文；
处理器，还用于根据所述电文控制所述终端与所述卫星的通信。
在一个可能的实施方式中，处理器，还用于设计所述电文中的预留比特位，将所述预留比特位中的一个或多个作为是否允许反向入站发射的标志位和速率控制标志位。
在一个可能的实施方式中，处理器，还用于根据所述电文关闭所述终端向所述卫星发送信号；或者，根据所述电文控制所述终端向所述卫星发送信号的频率和发射速率与频度；或者，根据所述电文控制休眠和唤醒所述通信设备向所述卫星发送信号。
在一个可能的实施方式中，所述终端至少包括以下之一：
手机或移动电话、平板电脑、膝上型电脑、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备、个人数字助理、电子书阅读器、虚拟现实智能设备或数字广播终端。
在一个可能的实施方式中，所述收发器采用圆极化和线极化天线。
第五方面，本发明实施例提供一种终端设备，包括：存储器、处理器，以及存储在存储器并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一所述的方法。
第六方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面任一项所述的方法。
本发明实施例提供的终端与卫星间的通信方案，通过确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标；根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数；根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。实现了基于富裕移动通信转发器反向链路资源的高效率入站，包括优化的系统邻道干扰和总容量，兼容通信的成熟低成本功率放大器工作于饱和模式，发射和接收系统支持二值波形的扩频发射和接收，并实现了基于卫星导航预留字段和成熟移动通信网络的业务前向控制。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种终端与卫星间的通信方法的应用场景图；
图2为本发明实施例提供的一种终端与卫星间的通信方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的基于GMSK调制的频分多址示意图
图4为本发明实施例提供的一种与卫星间的通信设备的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种终端的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明实施例提供的一种终端与卫星间的通信方法的应用场景图，如图1所示，在该卫星通信系统中包括：卫星通信终端、移动通信卫星、移动通信卫星信关站、导航卫星、导航卫星运控站。卫星通信终端可以是终端或物联网通信结合，这些终端可以单独实现卫星通信功能，也可与移动通信或物联网通信结合，形成多模式工作终端。终端可以包括LTE以及5G场景下的终端，例如是手机或移动电话、平板电脑(Tablet Personal Computer，TPC)、膝上型电脑(Laptop Computer)、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备(Wearable Device)、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、电子书阅读器(e-Book Reader)、虚拟现实智能设备、数字广播终端；终端采用左旋圆极化天线。
移动通信卫星是采用透明转发器体制且反向链路有余量的移动通信卫星，可以是高轨地球同步卫星，也可以是低轨道或中轨道星座卫星；移动通信卫星信关站完成所有反向链路信号的快速捕获、基于云计算或本地的解调和译码，将信息经过协议转换，通过地面固定网络连接云服务器，再通过其它卫星或地面移动无线网络、地面固定网络发送信息至目标地址。
具体地，移动通信卫星可以是具有通信功能的北斗卫星，还可以是天通一号卫星；对应的移动通信卫星信关站是对应的北斗卫星信关站，或移动通信卫星信关站是天通一号卫星的地面信关站。
导航卫星为北斗卫星导航系统的卫星，导航卫星运控站均为北斗卫星运控站。
图2为本发明实施例提供的一种终端与卫星间的通信方法的流程示意图，如图2所示，该方法具体包括：
S201、当终端的电信运营商处于非正常工作模式下，通过触发机制选择终端与卫星间的通信模式。
本发明实施例的终端与卫星间的通信方法适用于在终端处于非正常工作模式下，也即终端的电信运营商此时无法正常工作，终端可以是，但不局限于：手机或移动电话、平板电脑、膝上型电脑、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备、个人数字助理、电子书阅读器、虚拟现实智能设备或数字广播终端，例如在人烟稀少的荒漠、戈壁或原始深林中因缺少电信运营商的基站，导致终端无法正常通信，又如，在出现自然灾害(如火灾、地震、洪水)或紧急突发情况下时，导致终端无法正常通信。此时，在终端无法正常通信的情况下，采用终端进行卫星通信，显得尤为重要。本申请的核心思想在于，在复用终端部分部件的情况下，将卫星通信的制式添加到终端中，也即，此时终端具备通信(如采用移动、联通或电信等运营商的SIM卡进行通信)和卫星通信两种通信模式。
在本实施例中，触发机制可以是用户主动触发(如，用户选择开启终端与卫星间的通信模式的开关)，还可以是事件触发机制(如，通过设定阈值、设定传感器数据、设定触发规则，当满足上述之一条件时，自动开启终端与卫星间的通信模式)。
S202、确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标。
具体地，根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带宽相匹配的终端通信制式的功率放大器(如，利用信号发生器产生卫星通信频段激励信号驱动功率放大器，再利用频谱仪、功率计等仪器测量功率放大器在卫星通信频段降额使用的饱和功率输出P1)；确定卫星通信频段的发射效率和天线的增益典型值；根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带相匹配的终端通信制式的射频模块(如，2G、3G、4G和NB-IOT、ZIGBEE射频模块)；根据所述发射频率和所述带宽修改所述射频模块内的参数(如，修改所述射频模块内频率综合器参数或锁相环参数)，以使所述终端的频段与所述卫星的频段相匹配。
在本实施例中，可以采用北斗卫星导航系统中有通信功能的卫星，还可以采用天通一号移动通信卫星。
北斗卫星导航系统的反向用户链路频率位于1610.0-1626.5MHz，与该频段接近的一种移动通信通信频段是数字蜂窝系统(Digital Cellular System，DCS)1800频段，其上行频率范围在1710.2-1784.8MHz。该频段功率放大器的典型输出功率为31-34dBm，当工作于1610.0-1626.5MHz降额使用时，典型饱和输出功率范围为27-30dBm。其它可适配的移动通信通信系统频段包括FDD-LTE制式的Band 4(1710-1755MHz)、Band 9(1750-1785MHz)、Band 10(1710-1770MHz)、Band 24(1625.5-1660.5MHz)等。除上述移动通信频率外，还可匹配窄带物联网(NB-IOT)在LTE Band 13(1710-1785MHz)的功率放大器开展测试。
天通一号移动通信卫星的反向用户链路频率范围是1980-2010MHz，一种接近的移动通信通信频段是个人通信服务(Personal Communications Service，PCS)1900频段，其上行频率范围在1850.2-1909.8MHz。该频段功率放大器的典型输出功率为31-34dBm，当工作于1980-2020MHz降额使用时，典型饱和输出功率范围为27-30dBm。其它可选择的移动通信通信系统频段包括FDD-LTE制式的Band 1(1920-1980MHz)、Band 2(1850-1910MHz)、Band15(1900-1920MHz)、Band 16(2010-2025MHz)、Band 23(2000-2020MHz)、Band 25(1850-1915MHz)，以及TDD-LTE制式的Band 33(1900-1920MHz)、Band 34(2010-2025MHz)、Band 35(1850-1910MHz)、Band 36(1930-1990MHz)、Band 37(1910-1930MHz)、Band 39(1880-1920MHz)等。除上述移动通信频率外，还可匹配窄带物联网(NB-IOT)在LTE Band 1(1920-1980MHz)的功率放大器件开展测试。
在上述两颗卫星的实施例，终端均采用左旋圆极化天线，如采用采用简化的线极化天线，典型的等效天线增益-9～-3dBi。通过修改DCS1800和PCS1900制式的射频收发模块内部的锁相环参数，可分别实现对两个卫星通信频段与终端的兼容支持。
S203、根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数。
根据所述功率放大器、所述发射效率、所述天线的增益典型值以及所述卫星的参数信息确定反向上行链路、反向下行链路以及总链路的信号体制参数。
其中，所述信号体制参数至少包括以下之一：调制方式、多址方式、编码方式、信息编排格式或纠错编码设计。
其中，所述调制方式至少包括以下之一：
偏移四相相移键控调制OQPSK、最小频移键控调制MSK或高斯最小频移键控调制GMSK。
所述多址方式为频分多址FDMA与码分多址CDMA相结合；
其中，频率分配方法由所选卫星移动通信系统允许使用的频率资源和允许的短突发传输体制容量共同优化确定。
其中，所述信息编排格式至少包括以下之一：
发信方地址、收信方地址、信息内容、校验和身份认证内容。
其中，所述纠错编码设计采用香农极限的纠错编码方式。
具体地，反向上行链路信号采用频分多址与码分多址结合的接入方式，调制方式优选为高斯最小频移键控(GMSK)。以最大化系统容量为目标，优化设计反向上行链路信号体制参数，包括信息速率Rb、解调门限载噪比CN0、编码效率η、扩频比K、以码率归一化的信道间隔ΔRc和给定带外衰减的码率归一化带宽Rd。
频分多址中的单路反向上行链路的热噪声载噪比预算为
其中G/T为卫星接收品质因数，L1为路径损耗、L2为工程损耗和链路余量，k为玻尔兹曼常数。根据给定扩频比K和解调门限载噪比CN0，以等功率多址模型计算单路最大并发量N1满足：
在给定可用频率资源总量Bw时，频分多址的最大路数N2满足：
设计的优化目标函数是最大化系统上行链路容量：
参照图3，示出了本发明实施例基于GMSK调制的频分多址示意图，GMSK调制在归一化带宽Rd/2的带外衰减Fd是卫星通信系统的总带宽衰减控制参数，RΔ是归一化相邻信道间隔参数，优选原则是确保不产生严重的邻道干扰。一般而言GMSK调制的带宽时宽积BT值越小，信号滚降越快，RΔ的参数可选择更小，更有利于提升频分信道数量N2，但会增加接收系统复杂度。单路信号的码率为GMSK扩频后速率RbηK，扩频比K选择越大，单路占用带宽越大，不利于提升频分信道数量，但单路的抗多址能力提升，可容纳信道数量N1提升。根据两个实施例中的北斗和天通卫星的轨道位置、卫星G/T值、可用带宽等参数，在本实施例中，可结合步骤S202测量获得终端的降额性能指标进行优化处理。
S204、根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。
根据信号体制参数，记待发送的符号序列为dk＝±1，扩频序列为ci＝±1,0≤i＜L，采用GMSK作为物理层调制的二进制扩频。
在此步骤中，终端向卫星发送携带有数据信息的信号的时间和频率可根据用户需求进行设定，如每隔5min、10min、30min、1h、12h或24h等时间间隔进行信号上报；还可以根据事件触发机制，如在满足设定条件、设定阈值、设定规则下触发终端向卫星发送携带有数据信息的信号。
S205、接收卫星采用广播形式发送的电文。
S206、根据所述电文控制所述终端与所述卫星的通信。
在本实施例中，终端仅仅会主动上报数据信号，而对于如何关闭数据信号或控制数据信号的频率，需要根据导航卫星的广播电文进行控制，具体地，根据所述电文关闭所述终端向所述卫星发送信号；或者，根据所述电文控制所述终端向所述卫星发送信号的频率和发射速率与频度，或者，根据所述电文控制休眠和唤醒所述通信设备向所述卫星发送信号，如，根据电文控制终端在一定时间段内(如24h)不向卫星发射信号，也即在此24h终端与卫星间的通信进入休眠期；又如，在休眠期内，需要启动终端与卫星间的通信时，此时，通过电文还可以实现对终端与卫星间的通信的唤醒操作，也即，解除终端与卫星间通信的休眠期。
因此，本实施例设计一种导航卫星的电文广播体制，具体包括：设计所述电文中的预留比特位，将所述预留比特位中的一个或多个作为是否允许反向入站发射的标志位、速率和频度控制标志位。例如，以公开服务信号B1C为例，卫星健康信息定义共8比特，其中第5至第1位为预留，可使用第5比特定义为是否允许本发明卫星通信入站发射，第4至1比特为允许入站发射的频度和速率控制，向所有终端广播。
本发明实施例提供的终端与卫星间的通信方法，通过确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标；根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数；根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。实现了基于富裕移动通信转发器反向链路资源的高效率入站，包括优化的系统邻道干扰和总容量，兼容通信的成熟低成本功率放大器工作于饱和模式，发射和接收系统支持二值波形的扩频发射和接收，并实现了基于卫星导航预留字段和成熟移动通信网络的业务前向控制。
图4为本发明实施例提供的一种与卫星间的通信设备的结构示意图，如图4所示，该设备具体包括：
确定模块401，用于确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的通信设备的降额性能指标；
所述确定模块401，还用于根据所述降额性能指标确定所述通信设备反向上行链路的信号体制参数；
发送模块402，用于根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。
可选地，所述确定模块401，具体用于根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带宽相匹配的通信设备通信制式的功率放大器；确定卫星通信频段的发射效率和天线的增益典型值；根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带相匹配的通信设备通信制式的射频模块；根据所述发射频率和所述带宽修改所述射频模块内的参数，以使所述通信设备的频段与所述卫星的频段相匹配。
可选地，所述确定模块401，具体用于修改所述射频模块内频率综合器参数或锁相环参数。
可选地，所述设备还包括：
模式选择模块403，用于当通信设备的电信运营商处于非正常工作模式下，通过触发机制选择通信设备与卫星间的通信模式。
可选地，所述确定模块401，具体用于根据所述功率放大器、所述发射效率、所述天线的增益典型值以及所述卫星的参数信息确定反向上行链路、反向下行链路以及总链路的信号体制参数。
可选地，所述信号体制参数至少包括以下之一：
调制方式、多址方式、编码方式、信息编排格式或纠错编码设计。
可选地，所述调制方式至少包括以下之一：
偏移四相相移键控调制OQPSK、最小频移键控调制MSK或高斯最小频移键控调制GMSK。
可选地，所述多址方式为频分多址FDMA与码分多址CDMA相结合；
其中，频率分配设备由所选卫星移动通信系统允许使用的频率资源和允许的短突发传输体制容量共同优化确定。
可选地，所述信息编排格式至少包括以下之一：
发信方地址、收信方地址、信息内容、校验和身份认证内容。
可选地，所述纠错编码设计采用香农极限的纠错编码方式。
可选地，所述设备还包括：
接收模块404，用于接收卫星采用广播形式发送的电文；
控制模块405，用于根据所述电文控制所述通信设备与所述卫星的通信。
可选地，设计所述电文中的预留比特位，将所述预留比特位中的一个或多个作为是否允许反向入站发射的标志位和速率控制标志位。
可选地，控制模块405，具体用于根据所述电文关闭所述通信设备向所述卫星发送信号；或者，根据所述电文控制所述通信设备向所述卫星发送信号的发射速率与频度。
可选地，所述通信设备至少包括以下之一：
手机或移动电话、平板电脑、膝上型电脑、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备、个人数字助理、电子书阅读器、虚拟现实智能设备或数字广播终端。
可选地，所述通信设备采用圆极化或线极化天线。
本实施例提供的与卫星间的通信设备，可作为如图2所示终端与卫星间的通信方法中的执行主体，可执行如图2所示终端与卫星间的通信方法中的所有步骤，进而实现如图2所示终端与卫星间的通信方法的技术效果，为简洁描述，在此，不作赘述。
图5为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图，如图5所示，该终端具体包括：
卫星定位模块501、卫星基带模块502、基带模块503、射频收发器504、第一开关505、射频前端506、第一功率放大器507、第二开关508以及天线509；
所述卫星定位模块501，用于定位所述终端；
基带模块503，用于接收并存储用户配置参数；
所述卫星基带模块502，用于接收待发送信息，接收来自定位模块和基带模块的控制信息，生成的卫星基带信号发送给射频收发器；
所述射频收发器504，用于修改频率综合器参数或锁相环参数；
所述第一开关505，用于对陆地通信和卫星通信模式的切换控制；
所述第二开关508，用于对陆地通信和卫星通信模式的切换控制。
可选地，所述射频前端506包括第二功率放大器和滤波器。
可选地，所述天线509包括：平面倒F型天线或环形天线。
本实施例提供的终端，可作为如图2所示终端与卫星间的通信方法中的执行主体，可执行如图2所示终端与卫星间的通信方法中的所有步骤，进而实现如图2所示终端与卫星间的通信方法的技术效果，为简洁描述，在此，不作赘述。
图6为本发明实施例提供的一种终端的的硬件结构示意图，如图6所示，该终端具体包括：处理器610、存储器620、收发器630。
处理器610可以是中央处理器(英文：central processing unit，CPU)，或者CPU和硬件芯片的组合。上述硬件芯片可以是专用集成电路(英文：application-specificintegrated circuit，ASIC)，可编程逻辑器件(英文：programmable logic device，PLD)或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件(英文：complex programmable logicdevice，CPLD)，现场可编程门阵列(英文：field-programmable gate array，FPGA)，通用阵列逻辑(英文：generic array logic,GAL)或其任意组合。
存储器620用于存储各种应用，操作系统和数据。存储器620可以将存储的数据传输给处理器610。存储器620可以包括易失性存储器，非易失性动态随机存取内存(英文：nonvolatile random access memory，NVRAM)、相变化随机存取内存(英文：phase changeRAM，PRAM)、磁阻式随机存取内存(英文：magetoresistive RAM，MRAM)等，例如至少一个磁盘存储器件、电子可擦除可编程只读存储器(英文：electrically erasable programmableread-only memory，EEPROM)、闪存器件，例如反或闪存(NOR flash memory)或是反及闪存(NAND flash memory)、半导体器件，例如固态硬盘(英文：solid state disk，SSD)等。存储器620还可以包括上述种类的存储器的组合。
收发器630，用于发送和/或接收数据，收发器630可以是天线等。
所述各器件的工作过程如下：
处理器610，用于确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标；根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数；
收发器630，用于根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。
可选地，处理器610，具体用于根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带宽相匹配的终端通信制式的功率放大器；确定卫星通信频段的发射效率和天线的增益典型值；根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带相匹配的终端通信制式的射频模块；根据所述发射频率和所述带宽修改所述射频模块内的参数，以使所述终端的频段与所述卫星的频段相匹配。
可选地，处理器610，具体用于修改所述射频模块内频率综合器参数或锁相环参数。
可选地，处理器610，具体用于当终端的电信运营商处于非正常工作模式下，通过用户的选择发出终端与卫星间的通信模式。
可选地，处理器610，具体用于根据所述功率放大器、所述发射效率、所述天线的增益典型值以及所述卫星的参数信息确定反向上行链路、反向下行链路以及总链路的信号体制参数。
可选地，所述信号体制参数至少包括以下之一：
调制方式、多址方式、编码方式、信息编排格式或纠错编码设计。
可选地，所述调制方式至少包括以下之一：
偏移四相相移键控调制OQPSK、最小频移键控调制MSK或高斯最小频移键控调制GMSK。
可选地，所述多址方式为频分多址FDMA与码分多址CDMA相结合；
其中，频率分配方法由所选卫星移动通信系统允许使用的频率资源和允许的短突发传输体制容量共同优化确定。
可选地，所述信息编排格式至少包括以下之一：
发信方地址、收信方地址、信息内容、校验和身份认证内容。
可选地，所述纠错编码设计采用香农极限的纠错编码方式。
可选地，收发器630，还用于接收卫星采用广播形式发送的电文；
处理器610，还用于根据所述电文控制所述终端与所述卫星的通信。
可选地，处理器610，还用于设计所述电文中的预留比特位，将所述预留比特位中的一个或多个作为是否允许反向入站发射的标志位和速率控制标志位。
可选地，处理器610，还用于根据所述电文关闭所述终端向所述卫星发送信号；或者，根据所述电文控制所述终端向所述卫星发送信号的发射速率与频度。
可选地，所述终端至少包括以下之一：
手机或移动电话、平板电脑、膝上型电脑、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备、个人数字助理、电子书阅读器、虚拟现实智能设备或数字广播终端。
可选地，所述收发器630采用圆极化或线极化天线。
本实施例提供的终端，可作为如图2所示终端与卫星间的通信方法中的执行主体，可执行如图2所示终端与卫星间的通信方法中的所有步骤，进而实现如图2所示终端与卫星间的通信方法的技术效果，为简洁描述，在此，不作赘述。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种终端与卫星间的通信方法，其特征在于，包括：
确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标；
根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数；
根据所述信号体制参数向卫星发送携带有数据信息的信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定与反向上行链路的发射频率和带宽相匹配的终端的降额性能指标，包括：
根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带宽相匹配的终端通信制式的功率放大器；
确定卫星通信频段的发射效率和天线的增益典型值；
根据反向上行链路的发射频率和带宽，确定与所述发射频率和所述带相匹配的终端通信制式的射频模块；
根据所述发射频率和所述带宽修改所述射频模块内的参数，以使所述终端的频段与所述卫星的频段相匹配。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述修改所述射频模块内的参数至少包括以下之一：
修改所述射频模块内频率综合器参数或锁相环参数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当终端的电信运营商处于非正常工作模式下，通过触发机制选择终端与卫星间的通信模式。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述降额性能指标确定所述终端反向上行链路的信号体制参数，包括：
根据所述功率放大器、所述发射效率、所述天线的增益典型值以及所述卫星的参数信息确定反向上行链路、反向下行链路以及总链路的信号体制参数。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述信号体制参数至少包括以下之一：
调制方式、多址方式、编码方式、信息编排格式或纠错编码设计。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调制方式至少包括以下之一：
偏移四相相移键控调制OQPSK、最小频移键控调制MSK或高斯最小频移键控调制GMSK。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述多址方式为频分多址FDMA与码分多址CDMA相结合；
其中，频率分配方法由所选卫星移动通信系统允许使用的频率资源和允许的短突发传输体制容量共同优化确定。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述信息编排格式至少包括以下之一：
发信方地址、收信方地址、信息内容、校验和身份认证内容。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述纠错编码设计采用香农极限的纠错编码方式。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
接收卫星采用广播形式发送的电文；
根据所述电文控制所述终端与所述卫星的通信。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，设计所述电文中的预留比特位，将所述预留比特位中的一个或多个作为是否允许反向入站发射的标志位、速率和频度控制标志位。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述根据所述电文控制所述终端与所述卫星的通信，包括：
根据所述电文关闭所述终端向所述卫星发送信号；
或者，
根据所述电文控制所述终端向所述卫星发送信号的频率和发射速率与频度；
或者，
根据所述电文控制休眠和唤醒所述通信设备向所述卫星发送信号。
14.根据权利要求1-13任一所述的方法，其特征在于，所述终端至少包括以下之一：
手机或移动电话、平板电脑、膝上型电脑、数码相机、数字摄影机、投影设备、可穿戴式设备、个人数字助理、电子书阅读器、虚拟现实智能设备或数字广播终端。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述终端采用圆极化或线极化天线。
16.一种终端，其特征在于，包括：
卫星定位模块、卫星基带模块、基带模块、射频收发器、第一开关、射频前端、第一功率放大器、第二开关以及天线；
所述卫星定位模块，用于定位所述终端；
基带模块，用于接收并存储用户配置参数；
所述卫星基带模块，用于接收待发送信息，接收来自定位模块和基带模块的控制信息，生成的卫星基带信号发送给射频收发器；
所述射频收发器，用于修改频率综合器参数或锁相环参数；
所述第一开关，用于对陆地通信和卫星通信模式的切换控制；
所述第二开关，用于对陆地通信和卫星通信模式的切换控制。
17.根据权利要求16所述的终端，其特征在于，所述射频前端包括第二功率放大器和滤波器。
18.根据权利要求16所述的终端，其特征在于，所述天线包括：圆极化天线和平面倒F型天线或环形天线。
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