CN111049564A - 一种卫星通信方法 - Google Patents

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周华春
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Abstract

本发明公开了一种卫星通信方法，包括如下步骤：S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站；S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储。本发明采用低轨道卫星、中轨道卫星和高轨道卫星的配合通信，减少延时，当没有地面接收站时，通过中轨道卫星作为中转站进行信息传输，在最小延时的情况下保证正常的通信，当中轨道卫星也无法完成卫星通信时，通过高轨道卫星作为中转站进行卫星通信，实现高效可靠的卫星通信，解决了现有卫星通信技术覆盖范围小，影响正常通信的问题。

Description

一种卫星通信方法
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，具体为一种卫星通信方法。
背景技术
卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址特点）；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间（多址联接）。
随着航天通信和云计算等技术的发展，通信空间已经向更高空间延伸。而现有技术中，航天器技术以及应用环境的限制使得航天器上的各种资源（能量资源、计算资源、通信资源）非常有限，利用率低。星间链路以及卫星节点的高动态性使得网络拓扑结构会产生周期性的变化。在其系统设备组成上，功能各不相同，既可以是简单的传感器系统，也可以是能够完成计算和处理的星载计算机系统。另外不同卫星系统在存储设备或通信设备上也存在很大差异。除此以外，网络节点运行轨道的差异使得节点之间的通信距离可能达到上万公里。现有低轨卫星的轨道高度为200-2000千米，覆盖范围较小，影响正常通信，为此，我们提出一种卫星通信方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种卫星通信方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种卫星通信方法，包括如下步骤：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星；
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星。
优选的，所述地面接收站接收信号后，分别进行滤波、放大和变频射频处理，然后分别进行解频分复用后得到数据。
优选的，所述中轨道卫星中存储有中轨道卫星范围内低轨道卫星的数据，所述数据包括各个低轨道卫星范围内的地面接收站位置信息。
优选的，所述高轨道卫星根据各个中轨道卫星的存储负载量的大小，控制存储负载量大的中轨道卫星将其待处理的业务信息卸载并传输至存储负载量小的低轨道卫星上。
优选的，所述高轨卫星控制其覆盖范围内中轨道卫星业务信息的卸载，所述中轨道卫星控制其覆盖范围内低轨道卫星业务信息的卸载。
优选的，所述地面接收站使用无线局域网、个域网、局域网或广域网设备进行通信。
优选的，所述高轨道卫星作为中轨道卫星和低轨道卫星数据传输的中转站，所述中轨道卫星作为低轨道卫星数据传输的中转站。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明采用低轨道卫星、中轨道卫星和高轨道卫星的配合通信，低轨道卫星高度低，可以实现快速通信，减少延时，当没有地面接收站时，通过中轨道卫星作为中转站进行信息传输，在最小延时的情况下保证正常的通信，当中轨道卫星也无法完成卫星通信时，通过高轨道卫星作为中转站进行卫星通信，实现高效可靠的卫星通信，解决了现有卫星通信技术覆盖范围小，影响正常通信的问题。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供一种技术方案：一种卫星通信方法，包括如下步骤：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星；
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星。
实施例一：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星；
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星。
实施例二：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星；
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星，地面接收站接收信号后，分别进行滤波、放大和变频射频处理，然后分别进行解频分复用后得到数据。
实施例三：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站，中轨道卫星中存储有中轨道卫星范围内低轨道卫星的数据，数据包括各个低轨道卫星范围内的地面接收站位置信息；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星；
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星，地面接收站接收信号后，分别进行滤波、放大和变频射频处理，然后分别进行解频分复用后得到数据。
实施例四：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站，中轨道卫星中存储有中轨道卫星范围内低轨道卫星的数据，数据包括各个低轨道卫星范围内的地面接收站位置信息；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星，高轨道卫星根据各个中轨道卫星的存储负载量的大小，控制存储负载量大的中轨道卫星将其待处理的业务信息卸载并传输至存储负载量小的低轨道卫星上。
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星，地面接收站接收信号后，分别进行滤波、放大和变频射频处理，然后分别进行解频分复用后得到数据。
实施例五：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站，中轨道卫星中存储有中轨道卫星范围内低轨道卫星的数据，数据包括各个低轨道卫星范围内的地面接收站位置信息；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星，高轨道卫星根据各个中轨道卫星的存储负载量的大小，控制存储负载量大的中轨道卫星将其待处理的业务信息卸载并传输至存储负载量小的低轨道卫星上。
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星，地面接收站接收信号后，分别进行滤波、放大和变频射频处理，然后分别进行解频分复用后得到数据，高轨卫星控制其覆盖范围内中轨道卫星业务信息的卸载，中轨道卫星控制其覆盖范围内低轨道卫星业务信息的卸载。
实施例六：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站，中轨道卫星中存储有中轨道卫星范围内低轨道卫星的数据，数据包括各个低轨道卫星范围内的地面接收站位置信息；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星，高轨道卫星根据各个中轨道卫星的存储负载量的大小，控制存储负载量大的中轨道卫星将其待处理的业务信息卸载并传输至存储负载量小的低轨道卫星上。
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星，地面接收站接收信号后，分别进行滤波、放大和变频射频处理，然后分别进行解频分复用后得到数据，高轨卫星控制其覆盖范围内中轨道卫星业务信息的卸载，中轨道卫星控制其覆盖范围内低轨道卫星业务信息的卸载，地面接收站使用无线局域网、个域网、局域网或广域网设备进行通信，高轨道卫星作为中轨道卫星和低轨道卫星数据传输的中转站，中轨道卫星作为低轨道卫星数据传输的中转站。
本发明采用低轨道卫星、中轨道卫星和高轨道卫星的配合通信，低轨道卫星高度低，可以实现快速通信，减少延时，当没有地面接收站时，通过中轨道卫星作为中转站进行信息传输，在最小延时的情况下保证正常的通信，当中轨道卫星也无法完成卫星通信时，通过高轨道卫星作为中转站进行卫星通信，实现高效可靠的卫星通信，解决了现有卫星通信技术覆盖范围小，影响正常通信的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种卫星通信方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、低轨道卫星首先采集并接收各自覆盖面积内的事件信息，将事件信息的业务信息上报至低轨信息区域的中轨道卫星，同时将事件信息的业务信息发送至地面接收站；
S2、中轨道卫星接收到低轨道卫星发送的业务信息后对信息进行存储，同时判定该低轨道卫星的位置，当该低轨道卫星覆盖的区域内不含有可以接收信息的地面接收站，则中轨道卫星将接收到的业务信息转发至中轨道卫星覆盖范围内的地面接收站，当该中轨道卫星覆盖范围内也不含有可以接收信息的地面接收站，则将业务信息发送至高轨道卫星；
S3、高轨道卫星接收到中轨道卫星发送的业务信息后直接将业务信息发送至其覆盖范围内可以接收信息的地面接收站，当该高轨道卫星的覆盖范围内没有可以接收信息的地面接收站，则直接将信息发送至相邻的多个高轨道卫星。
2.根据权利要求1所述的一种卫星通信方法，其特征在于：所述地面接收站接收信号后，分别进行滤波、放大和变频射频处理，然后分别进行解频分复用后得到数据。
3.根据权利要求1所述的一种卫星通信方法，其特征在于：所述中轨道卫星中存储有中轨道卫星范围内低轨道卫星的数据，所述数据包括各个低轨道卫星范围内的地面接收站位置信息。
4.根据权利要求1所述的一种卫星通信方法，其特征在于：所述高轨道卫星根据各个中轨道卫星的存储负载量的大小，控制存储负载量大的中轨道卫星将其待处理的业务信息卸载并传输至存储负载量小的低轨道卫星上。
5.根据权利要求1所述的一种卫星通信方法，其特征在于：所述高轨卫星控制其覆盖范围内中轨道卫星业务信息的卸载，所述中轨道卫星控制其覆盖范围内低轨道卫星业务信息的卸载。
6.根据权利要求1所述的一种卫星通信方法，其特征在于：所述地面接收站使用无线局域网、个域网、局域网或广域网设备进行通信。
7.根据权利要求1所述的一种卫星通信方法，其特征在于：所述高轨道卫星作为中轨道卫星和低轨道卫星数据传输的中转站，所述中轨道卫星作为低轨道卫星数据传输的中转站。
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