CN111130622A - 一种基于多卫星链路的新型集群通信系统及其通信方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于多卫星链路的新型集群通信系统及其通信方法，系统包括卫星转接设备、终端、卫星、指挥调度中心，所述卫星转接设备支持接收终端数据，并通过卫星转发至指挥调度中心，所述卫星转接设备同时支持接收卫星数据，并转发至终端。卫星数据通过两种方式传输至指挥调度中心，一是通过卫星信关站进行转发，发送至指挥调度中心的通信服务器，二是在指挥调度中心建立卫星通信设备，接收不同卫星发送过来的数据，发送至通信服务器。本发明解决了边远地区因通讯网络限制无法对终端进行管理及数据通信的问题，可实现终端与指挥调度中心数据的双向传输和交互，以实现对边远地区终端进行纵向指挥调度管理功能。
Description
技术领域
本发明通信技术领域,具体涉及一种基于多卫星链路的新型集群通信系统及其通信方法。
背景技术
通信卫星通过转发无线电信号，实现卫星通信地球站之间或地球站与航天器之间的无线电通信。通信卫星可以传输电话、电报、传真、数据和电视等信息。现有的通信卫星包括天通、中星、亚星、海事卫星、国际通信卫星、亚太卫星等。
天通一号卫星、中星系列通信卫星、亚星、海事卫星是我国卫星综合服务运营中的重要部分，为广大民众提供安全稳定的广播电视信号、电话和数据传输，为国家政府部门和重要行业客户提供专属服务，为重大活动和抢险救灾等突发事件提供及时可靠的通信保障。
多卫星链路是指发送地球站和接收地球站间通过两个或多个卫星，不经过任何其他中间地球站所建立的无线电链路。
集群通信系统，即系统所具有的可用信道为系统的全体用户共用，具有自动选择信道功能，它是共享资源、分担费用、共用信道设备及服务的多用途、高效能的无线调度通信系统。该系统一般由终端设备、基站和中心控制站等组成，具有调度、群呼、优先呼、虚拟专用网、漫游等功能。
边远地区由于经济欠发达，自然环境恶劣，通信网络基础设施建设起步较晚，基础设施整体水平低，基站数量少，不能满足集群通信系统数据语音传输的需求。终端无法与指挥调度中心联系，缺少后方的有效支援。同时指挥调度中心无法得知前方终端的位置，对终端现状一无所知，无法对终端人员进行有效的管理和指挥。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于多卫星链路的新型集群通信系统及其通信方法，以解决边远地区因通讯网络限制无法对终端进行管理、数据通信以及指挥调度的问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于多卫星链路的新型集群通信系统，包括卫星转接设备、终端、卫星、指挥调度中心，所述卫星转接设备支持接收终端数据，并通过卫星转发至指挥调度中心，所述卫星转接设备同时支持接收卫星数据，并转发至终端。
优选地，还包括便携式基站或固定式基站，所述终端能够无线连接固定式基站或便携式基站，固定式基站或便携式基站能够有线连接卫星转接设备，所述卫星转接设备能够将固定式基站或便携式基站发送来的终端数据通过卫星转发至指挥调度中心。
优选地，还包括卫星信关站，所述卫星信关站包括卫星接入网、核心网、业务系统和支撑系统，所述卫星信关站用于接收卫星转接设备通过卫星发送的终端数据并将所述终端数据发送至指挥调度中心，同时能够接收指挥调度中心的指令并通过卫星发送至卫星转接设备。
优选地，所述指挥调度中心包括卫星通信设备、通信服务器、指挥调度平台、数据中心，所述卫星通信设备用于接收所述卫星转发的终端数据，以及通过所述卫星向终端或便携式基站或固定式基站下发指挥调度中心的指令。
优选地，所述卫星转接设备包括CPU主控模块、电源管理模块、卫星通信基带芯片、卫星通信射频模组、卫星通信天线、SIM卡接口和数据接口模块。
优选地，所述CPU主控模块包括数据收发模块和格式转换模块；所述数据接口模块包括有线接口模块和无线接口模块；电源管理模块包括内置电池和外接电源；所述卫星通信基带芯片、卫星通信射频模组、卫星通信天线共同组成卫星通信模块，实现卫星通信；所述SIM卡接口用于插入卫星通信卡，实现卫星通信和用户身份识别。
优选地，所述有线接口模块包括USB、串口、以太网，无线接口模块包括WIFI、蓝牙。
根据上述所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，所述通信方法包括终端上传数据至指挥调度中心的步骤，所述终端上传数据至指挥调度中心的步骤包括：
(1)终端无线连接便携式基站或固定式基站；
(2)便携式基站或固定式基站有线连接卫星转接设备；
(3)终端向指挥调度中心发送数据；
(4)便携式基站或固定式基站接收终端数据并转发终端数据至卫星转接设备；
(5)卫星转接设备接收终端数据，格式转换模块对终端数据格式进行转换，转换成卫星数据；
(6)卫星转接设备调用数据收发模块，将卫星数据通过卫星发送至卫星信关站或指挥调度中心的卫星通信设备；
(7)指挥调度中心的通信服务器从卫星信关站接收卫星数据或卫星通信设备接收卫星数据以完成终端上传数据至指挥调度中心。
根据上述所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，所述通信方法包括终端上传数据至指挥调度中心的步骤，所述终端上传数据至指挥调度中心的步骤包括：
(1)终端无线连接卫星转接设备；
(2)终端发送数据至卫星转接设备；
(3)卫星转接设备接收终端数据，格式转换模块对终端数据格式进行转换，转换成卫星数据；
(4)卫星转接设备调用数据收发模块，将卫星数据通过卫星发送至卫星信关站或指挥调度中心的卫星通信设备；
(5)指挥调度中心的通信服务器从卫星信关站接收卫星数据或卫星通信设备接收卫星数据以完成终端上传数据至指挥调度中心。
根据上述所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，所述通信方法还包括指挥调度中心下发指令至终端的步骤，所述指挥调度中心下发指令至终端的步骤包括：
(1)指挥调度中心下发指令；
(2)指挥调度中心的通信服务器通过卫星信关站将指令发送至卫星或指挥调度中心的通信服务器通过卫星通信设备将指令发送至卫星，所述卫星接收到所述指令后将指令发送至卫星转接设备；
(3)所述卫星转接设备接收指令后，格式转换模块将指令的数据格式转换成基站与终端之间传输的数据格式；
(4)卫星转接设备调用数据收发模块发送指令；
(5)如卫星转接设备连接便携式基站或固定式基站，则通过有线方式将指令发送给便携式基站或固定式基站，便携式基站或固定式基站透传数据至终端；如卫星转接设备直接连接终端，则通过无线方式将指令发送给终端。
本发明与现有技术相比，有益效果为：
(1)本发明采用多卫星链路的方式实现集群通信系统数据的传输，卫星链路包括天通、中星、亚星、海事卫星等各种通信卫星链路；
(2)本发明的卫星转接设备，内置有线接口模块和无线接口模块，有线接口包括USB、以太网接口、串口等，无线接口包括蓝牙和WIFI，卫星转接设备可同时和多个终端或基站进行连接，卫星转接设备内置卫星通信模块，支持连接天通、中星、亚星、海事卫星等卫星中的一种或多种，能够实现多链路卫星通信，预留卫星通信链路扩展接口；
(3)本发明的新型集群通信系统，终端可通过基站(便携式基站、固定式基站)有线连接卫星转接设备，或无线连接卫星转接设备，实现与指挥调度中心的数据通信，指挥调度中心可通过卫星信关站或卫星通信设备接收终端数据或下发指令，解决了边远地区因通讯网络限制无法对终端进行管理及数据通信的问题，新型集群通信系统集成卫星转接设备、卫星信关站、指挥调度中心的卫星通信设备，实现了终端与指挥调度中心数据的双向传输和交互，以实现对边远地区终端进行纵向指挥调度管理功能。
附图说明
图1为本发明基于多卫星链路的新型集群通信系统示意图。
图2为卫星转接设备结构组成示意图。
图3为终端上传数据至指挥调度中心的流程图。
图4为指挥调度中心下发指令至终端的流程图。
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。
以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
如图1所示，一种基于多卫星链路的新型集群通信系统，包括卫星转接设备、终端、卫星、指挥调度中心，所述卫星转接设备支持接收终端数据，并通过卫星转发至指挥调度中心，所述卫星转接设备同时支持接收卫星数据，并转发至终端。
进一步地，所述系统还包括便携式基站或固定式基站，所述终端能够无线连接固定式基站或便携式基站，固定式基站或便携式基站能够有线连接卫星转接设备，所述卫星转接设备能够将固定式基站或便携式基站发送来的终端数据通过卫星转发至指挥调度中心。
进一步地，所述系统还包括卫星信关站，所述卫星信关站包括卫星接入网、核心网、业务系统和支撑系统，是大型的卫星通信地面站，所述卫星信关站用于接收卫星转接设备通过卫星发送的终端数据并将所述终端数据发送至指挥调度中心，同时能够接收指挥调度中心的指令并通过卫星发送至卫星转接设备。
进一步地，结合图1，所述指挥调度中心包括卫星通信设备、通信服务器、指挥调度平台、数据中心，所述卫星通信设备用于接收所述卫星转发的终端数据，以及通过所述卫星向终端或便携式基站或固定式基站下发指挥调度中心的指令。、
结合图2，所述卫星转接设备包括CPU主控模块、电源管理模块、卫星通信基带芯片、卫星通信射频模组、卫星通信天线、SIM卡接口和数据接口模块。所述CPU主控模块包括数据收发模块和格式转换模块，所述CPU主控模块用于实现卫星通信业务流程的控制和管理、WIFI/蓝牙数据到卫星的业务转发、集群数据格式和卫星数据格式的转换等；所述数据接口模块包括有线接口模块和无线接口模块；电源管理模块包括内置电池和外接电源，卫星转接设备可通过内置电池供电或外接电池、电源供电；所述卫星通信基带芯片、卫星通信射频模组、卫星通信天线共同组成卫星通信模块，实现卫星通信，卫星转接设备支持集成一个或多个卫星通信模块，可实现多种卫星链路的数据转发；所述SIM卡接口用于插入卫星通信卡，实现卫星通信和用户身份识别，卫星转接设备支持无线连接和有线连接两种方式，一个卫星转接设备可以同时连接多个终端，无线连接方式信号传输距离有限，覆盖范围较小，因此卫星转接设备通过无线方式难以覆盖大量的终端，适合单人或小分队使用。
优选地，所述有线接口模块包括USB、串口、以太网，无线接口模块包括WIFI、蓝牙。
基站覆盖范围广，传输距离远，能够覆盖大量的终端，一个基站搭配卫星转接设备，可以满足大量终端的集群通信系统使用。多卫星链路包括天通卫星链路、中星/亚星卫星链路、海事卫星链路、国际通信卫星链路等各种通信卫星链路。多卫星链路用于传输语音、文字数据以及通信数据等。
卫星数据通过两种方式传输至指挥调度中心。一是通过卫星信关站进行转发，发送至指挥调度中心的通信服务器。二是在指挥调度中心建立卫星通信设备，接收不同卫星发送过来的数据，发送至通信服务器。
结合图3，根据上述所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，所述通信方法包括终端上传数据至指挥调度中心的步骤，所述终端上传数据至指挥调度中心的第一种方式的步骤包括：
(1)终端无线连接便携式基站或固定式基站；
(2)便携式基站或固定式基站有线连接卫星转接设备；
(3)终端向指挥调度中心发送数据；
(4)便携式基站或固定式基站接收终端数据并转发终端数据至卫星转接设备；
(5)卫星转接设备接收终端数据，格式转换模块对终端数据格式进行转换，转换成卫星数据；
(6)卫星转接设备调用数据收发模块，将卫星数据(卫星数据与终端数据只是格式做了转换，二者内容还是相同的)通过卫星发送至卫星信关站或指挥调度中心的卫星通信设备；
(7)指挥调度中心的通信服务器从卫星信关站接收卫星数据或卫星通信设备接收卫星数据以完成终端上传数据至指挥调度中心。
结合图3，所述终端上传数据至指挥调度中心的第二种方式的步骤包括：
(1)终端无线连接卫星转接设备；
(2)终端发送数据至卫星转接设备；
(3)卫星转接设备接收终端数据，格式转换模块对终端数据格式进行转换，转换成卫星数据；
(4)卫星转接设备调用数据收发模块，将卫星数据通过卫星发送至卫星信关站或指挥调度中心的卫星通信设备；
(5)指挥调度中心的通信服务器从卫星信关站接收卫星数据或卫星通信设备接收卫星数据以完成终端上传数据至指挥调度中心。
结合图4，根据上述所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，所述通信方法还包括指挥调度中心下发指令至终端的步骤，所述指挥调度中心下发指令至终端的步骤包括：
(1)指挥调度中心下发指令；
(2)指挥调度中心的通信服务器通过卫星信关站将指令发送至卫星或指挥调度中心的通信服务器通过卫星通信设备将指令发送至卫星，所述卫星接收到所述指令后将指令发送至卫星转接设备；
(3)所述卫星转接设备接收指令后，格式转换模块将指令的数据格式转换成基站与终端之间传输的数据格式；
(4)卫星转接设备调用数据收发模块发送指令；
(5)如卫星转接设备连接便携式基站或固定式基站，则通过有线方式将指令发送给便携式基站或固定式基站，便携式基站或固定式基站透传数据至终端；如卫星转接设备直接连接终端，则通过无线方式将指令发送给终端。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种基于多卫星链路的新型集群通信系统，其特征在于，包括卫星转接设备、终端、卫星、指挥调度中心，所述卫星转接设备支持接收终端数据，并通过卫星转发至指挥调度中心，所述卫星转接设备同时支持接收卫星数据，并转发至终端。
2.根据权利要求1所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统，其特征在于，还包括便携式基站或固定式基站，所述终端能够无线连接固定式基站或便携式基站，固定式基站或便携式基站能够有线连接卫星转接设备，所述卫星转接设备能够将固定式基站或便携式基站发送来的终端数据通过卫星转发至指挥调度中心。
3.根据权利要求2所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统，其特征在于，还包括卫星信关站，所述卫星信关站包括卫星接入网、核心网、业务系统和支撑系统，所述卫星信关站用于接收卫星转接设备通过卫星发送的终端数据并将所述终端数据发送至指挥调度中心，同时能够接收指挥调度中心的指令并通过卫星发送至卫星转接设备。
4.根据权利要求3所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统，其特征在于，所述指挥调度中心包括卫星通信设备、通信服务器、指挥调度平台、数据中心，所述卫星通信设备用于接收所述卫星转发的终端数据，以及通过所述卫星向终端或便携式基站或固定式基站下发指挥调度中心的指令。
5.根据权利要求4所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统，其特征在于，所述卫星转接设备包括CPU主控模块、电源管理模块、卫星通信基带芯片、卫星通信射频模组、卫星通信天线、SIM卡接口和数据接口模块。
6.根据权利要求5所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统，其特征在于，所述CPU主控模块包括数据收发模块和格式转换模块；所述数据接口模块包括有线接口模块和无线接口模块；电源管理模块包括内置电池和外接电源；所述卫星通信基带芯片、卫星通信射频模组、卫星通信天线共同组成卫星通信模块，实现卫星通信；所述SIM卡接口用于插入卫星通信卡，实现卫星通信和用户身份识别。
7.根据权利要求6所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统，其特征在于，所述有线接口模块包括USB、串口、以太网，无线接口模块包括WIFI、蓝牙。
8.根据权利要求6-7任一项所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，其特征在于，所述通信方法包括终端上传数据至指挥调度中心的步骤，所述终端上传数据至指挥调度中心的步骤包括：
(1)终端无线连接便携式基站或固定式基站；
(2)便携式基站或固定式基站有线连接卫星转接设备；
(3)终端向指挥调度中心发送数据；
(4)便携式基站或固定式基站接收终端数据并转发终端数据至卫星转接设备；
(5)卫星转接设备接收终端数据，格式转换模块对终端数据格式进行转换，转换成卫星数据；
(6)卫星转接设备调用数据收发模块，将卫星数据通过卫星发送至卫星信关站或指挥调度中心的卫星通信设备；
(7)指挥调度中心的通信服务器从卫星信关站接收卫星数据或卫星通信设备接收卫星数据以完成终端上传数据至指挥调度中心。
9.根据权利要求6-7任一项所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，其特征在于，所述通信方法包括终端上传数据至指挥调度中心的步骤，所述终端上传数据至指挥调度中心的步骤包括：
(1)终端无线连接卫星转接设备；
(2)终端发送数据至卫星转接设备；
(3)卫星转接设备接收终端数据，格式转换模块对终端数据格式进行转换，转换成卫星数据；
(4)卫星转接设备调用数据收发模块，将卫星数据通过卫星发送至卫星信关站或指挥调度中心的卫星通信设备；
(5)指挥调度中心的通信服务器从卫星信关站接收卫星数据或卫星通信设备接收卫星数据以完成终端上传数据至指挥调度中心。
10.根据权利要求8或9所述的基于多卫星链路的新型集群通信系统的通信方法，其特征在于，所述通信方法还包括指挥调度中心下发指令至终端的步骤，所述指挥调度中心下发指令至终端的步骤包括：
(1)指挥调度中心下发指令；
(2)指挥调度中心的通信服务器通过卫星信关站将指令发送至卫星或指挥调度中心的通信服务器通过卫星通信设备将指令发送至卫星，所述卫星接收到所述指令后将指令发送至卫星转接设备；
(3)所述卫星转接设备接收指令后，格式转换模块将指令的数据格式转换成基站与终端之间传输的数据格式；
(4)卫星转接设备调用数据收发模块发送指令；
(5)如卫星转接设备连接便携式基站或固定式基站，则通过有线方式将指令发送给便携式基站或固定式基站，便携式基站或固定式基站透传数据至终端；如卫星转接设备直接连接终端，则通过无线方式将指令发送给终端。
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