CN112566125B - 一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法 - Google Patents

一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法，包括以下步骤：中继用户存在突发业务需求时，通过控制信道向运控中心发起通信请求；运控中心对通信请求解密、鉴权、资源分配成功后，通过控制信道向中继用户发送资源分配指示；中继用户收到资源分配指示后，在约定时间内通过业务信道向用户中心发送返回空闲数据，用户中心通过业务信道向中继用户发送前向空闲数据，达到预设延时等待时间后，默认完成星间捕获；中继用户通过业务信道发送返向/双向业务，经地面终端站处理后发送至用户中心。本发明使中继系统资源得到灵活调配，系统响应速度快、通信效率高，提升了系统的自动化能力，能够快速高效地满足用户需求。

Description

一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法
技术领域
本发明涉及中继数据传输技术领域，具体是一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法。
背景技术
目前，中继卫星通信系统大都采用预约模式为用户提供服务。管理中继用户的用户中心提前通过ESC电路向中继卫星运控中心申请服务，由运控中心根据中继用户位置、任务所需服务时长、任务优先级等信息规划服务列表，通过测控链路(地面站与卫星之间实现卫星控制的链路)将信息规划服务列表提前上注到中低轨卫星，或通过地面链路提前告知地面重要用户。运控中心按照计划调度中继卫星资源为中继用户提供服务。
传统预约模式适用于早期中继用户较少的情况，随着中低轨卫星和地面重要用户数量的爆发性增长，大量中继用户的数据需要回传至境内，预约模式无法灵活调配系统资源，不能快速高效地满足用户需求，且现有中继卫星通信系统需要大量人工干预，自动化能力弱，系统响应慢，通信效率低，若遇突发任务，预约模式下的卫星中继数据传输难以胜任。
发明内容
针对传统预约模式下的中继卫星通信系统存在的技术问题，本发明提供一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法。
本发明保护一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法，包括以下步骤：
步骤1，中继用户存在突发业务需求时，通过控制信道向运控中心发起通信请求；
步骤2，运控中心对通信请求解密、鉴权、资源分配成功后，通过控制信道向中继用户发送资源分配指示；
步骤3，中继用户收到资源分配指示后，在约定时间内通过业务信道向用户中心发送返回空闲数据，用户中心通过业务信道向中继用户发送前向空闲数据，达到预设延时等待时间后，默认完成星间捕获；
步骤4，中继用户通过业务信道发送返向/双向业务，经地面终端站处理后发送至用户中心；
步骤5，达到约定服务时间后，停止发送有效数据信息，空间链路自行释放。
进一步的，所述步骤1中的通信请求至少包括以下内容：业务方向，指示本次任务为前向、返向还是双向业务；业务类型，指示本次任务的业务类型；业务优先级，根据业务重要程度进行的分级；速率档位，指示前向/返向业务的信息速率档，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；编码方式，指示前向/返向链路的编码方式，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；交织深度，指示RS编码的交织深度，未选用RS编码时，比特位置全“0”；任务起始时间，指示任务的起始时间；任务持续时间，指示前向/返向链路的任务持续时间；任务结束时间，指示任务结束的时间；用户能力，表征用户能力档位。
进一步的，所述步骤2中的资源分配指示至少包括以下内容：业务方向，指示本次任务为前向、返向还是双向业务；业务类型，指示本次任务的业务类型；业务优先级，根据业务重要程度进行的分级；编码方式，指示前向/返向链路的编码方式，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；数据域长度，指示前向/返向链路的数据域长度档位，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；任务起始时间，指示任务的起始时间；任务持续时间，指示前向/返向链路的任务持续时间；带宽，指示前向/返向链路本次任务分配的带宽档位，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；中心频点，指示前向/返向链路的中心频点，单向业务时，未选用的比特位置全“0”。
进一步的，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1，运控中心对通信请求进行解密，若解密成功则继续执行步骤2.2，否则发送解密失败提示后结束此次通信，其中解密失败指示至少包括解密失败原因；
步骤2.2，运控中心提取解密后的通信请求中的用户ID及归属信息进行鉴权，若鉴权通过则继续执行步骤2.3，否则发送鉴权失败提示后结束此次通信，其中鉴权失败指示至少包括鉴权失败原因；
步骤2.3，运控中心根据当前资源使用情况进行判决，若许可则通过控制信道向中继用户发送资源分配指示，否则发送通信拒绝提示后结束此次通信，其中通信拒绝指示至少包括通信拒绝原因、等待时间，其中等待时间指示用户退避等待重发的时间间隔。
本发明还保护一种使用上述卫星中继数据传输方法的中继卫星通信系统。
本发明提供的卫星中继数据传输方法，中继用户可以随时应突发业务需求，进行中继数据传输，使中继系统资源得到灵活调配，系统响应速度快、通信效率高，提升了系统的自动化能力，能够快速高效地满足用户需求。
附图说明
图1为卫星中继数据传输方法流程图；
图2为运控中心对通信请求解密、鉴权、资源分配流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
实施例1
一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法，如图1、图2所示，包括以下步骤：
1、中继用户存在突发业务需求时，通过控制信道向运控中心发起通信请求；
2、运控中心对通信请求进行解密，若解密成功则继续执行步骤3，否则发送解密失败提示后结束此次通信，其中解密失败指示至少包括解密失败原因；
3、运控中心提取解密后的通信请求中的用户ID及归属信息进行鉴权，若鉴权通过则继续执行步骤4，否则发送鉴权失败提示后结束此次通信，其中鉴权失败指示至少包括鉴权失败原因；
4、运控中心根据当前资源使用情况进行判决，若许可则通过控制信道向中继用户发送资源分配指示，否则发送通信拒绝提示后结束此次通信，其中通信拒绝指示至少包括通信拒绝原因、等待时间，其中等待时间指示用户退避等待重发的时间间隔。
5、中继用户收到资源分配指示后，在约定时间内通过业务信道向用户中心发送返回空闲数据，用户中心再通过业务信道向中继用户发送前向空闲数据，达到预设延时等待时间后，默认完成星间捕获；
6、中继用户通过业务信道发送返向/双向业务，经地面终端站处理后发送至用户中心；
7、达到约定服务时间后，停止发送有效数据信息，空间链路自行释放。
所述步骤1中的通信请求如下表1所示，至少包括以下内容：
业务方向，指示本次任务为前向、返向还是双向业务；
业务类型，指示本次任务的业务类型，业务类型包括但不限于话音业务、视频业务、图像、情报数据、短消息；
业务优先级，根据业务重要程度进行的分级；
速率档位，指示前向/返向业务的信息速率档，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
编码方式，指示前向/返向链路的编码方式，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
交织深度，指示RS编码的交织深度，未选用RS编码时，比特位置全“0”；
任务起始时间，指示任务的起始时间。年时间由二—十进制码表示，每位4个比特，共16比特；秒时分天由IRIG-B码(30比特)表示，其中，秒表示为7比特的有符号数，分表示为7比特的有符号数，时表示为6比特的有符号数，天表示为10比特的有符号数；全置“0”时表示用户对任务的起始时间没有严格要求；
任务持续时间，指示前向/返向链路的任务持续时间，以1s为分辨率；
任务结束时间，指示任务结束的时间。年时间由二—十进制码表示，每位4个比特，共16比特；秒时分天由IRIG-B码(30比特)表示，其中，秒表示为7比特的有符号数，分表示为7比特的有符号数，时表示为6比特的有符号数，天表示为10比特的有符号数。当用户对任务起始时间有要求时，任务结束时间为任务起始时间+任务持续时间；当用户对任务起始时间无要求时，任务结束时间表示表示本次任务需在此时间前服务结束，即最迟服务时间+任务持续时间；
用户能力，表征用户能力档位，根据用户发射功率、天线口径等因素分档。
Figure GDA0003573694180000041
表1
所述步骤2中的资源分配指示如下表2所示，至少包括以下内容：
业务方向，指示本次任务为前向、返向还是双向业务；
业务类型，指示本次任务的业务类型，业务类型包括但不限于话音业务、视频业务、图像、情报数据、短消息；
业务优先级，根据业务重要程度进行的分级；
编码方式，指示前向/返向链路的编码方式，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
数据域长度，指示前向/返向链路的数据域长度档位，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
任务起始时间，指示本次任务的起止时间；年时间由二—十进制码表示，每位4个比特，共16比特；秒时分天由IRIG-B码(30比特)表示，其中，秒表示为7比特的有符号数，分表示为7比特的有符号数，时表示为6比特的有符号数，天表示为10比特的有符号数；
任务持续时间：指示前向/返向链路的任务持续时间，以1s为分辨率。
带宽，指示前向/返向链路本次任务分配的带宽档位，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
中心频点，指示前向/返向链路的中心频点，为波束内可选频点的编号，单向业务时，未选用的比特位置全“0”。
Figure GDA0003573694180000051
表2
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种基于控制信道的卫星中继数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，中继用户存在突发业务需求时，通过控制信道向运控中心发起通信请求；
步骤2，运控中心对通信请求解密、鉴权、资源分配成功后，通过控制信道向中继用户发送资源分配指示，具体包括以下步骤：
步骤2.1，运控中心对通信请求进行解密，若解密成功则继续执行步骤2.2，否则发送解密失败提示后结束此次通信；
步骤2.2，运控中心提取解密后的通信请求中的用户ID及归属信息进行鉴权，若鉴权通过则继续执行步骤2.3，否则发送鉴权失败提示后结束此次通信；
步骤2.3，运控中心根据当前资源使用情况进行判决，若许可则通过控制信道向中继用户发送资源分配指示，否则发送通信拒绝提示后结束此次通信；
步骤3，中继用户收到资源分配指示后，在约定时间内通过业务信道向用户中心发送返回空闲数据，用户中心通过业务信道向中继用户发送前向空闲数据，达到预设延时等待时间后，默认完成星间捕获；
步骤4，中继用户通过业务信道发送返向/双向业务，经地面终端站处理后发送至用户中心；
步骤5，达到约定服务时间后，停止发送有效数据信息，空间链路自行释放。
2.根据权利要求1所述的卫星中继数据传输方法，其特征在于，所述步骤1中的通信请求至少包括以下内容：
业务方向，指示本次任务为前向、返向还是双向业务；
业务类型，指示本次任务的业务类型；
业务优先级，根据业务重要程度进行的分级；
速率档位，指示前向/返向业务的信息速率档，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
编码方式，指示前向/返向链路的编码方式，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
交织深度，指示RS编码的交织深度，未选用RS编码时，比特位置全“0”；
任务起始时间，指示任务的起始时间，全置“0”时表示用户对任务起始时间没有严格要求；
任务持续时间，指示前向/返向链路的任务持续时间，以1s为分辨率；
任务结束时间，指示任务的结束时间，当用户对任务起始时间有要求时，任务结束时间为任务起始时间+任务持续时间；当用户对任务起始时间无要求时，任务结束时间表示本次任务需在此时间前服务结束，即最迟服务时间+任务持续时间；
用户能力，表征用户能力档位。
3.根据权利要求1所述的卫星中继数据传输方法，其特征在于，所述步骤2中的资源分配指示至少包括以下内容：
业务方向，指示本次任务为前向、返向还是双向业务；
业务类型，指示本次任务的业务类型；
业务优先级，根据业务重要程度进行的分级；
编码方式，指示前向/返向链路的编码方式，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
数据域长度，指示前向/返向链路的数据域长度档位，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
任务起始时间，指示任务的起始时间，全置“0”时表示用户对任务起始时间没有严格要求；
任务持续时间，指示前向/返向链路的任务持续时间，以1s为分辨率；
带宽，指示前向/返向链路本次任务分配的带宽档位，单向业务时，未选用的比特位置全“0”；
中心频点，指示前向/返向链路的中心频点，单向业务时，未选用的比特位置全“0”。
4.根据权利要求1所述的卫星中继数据传输方法，其特征在于，所述步骤2.1中的解密失败指示至少包括解密失败原因。
5.根据权利要求1所述的卫星中继数据传输方法，其特征在于，所述步骤2.2中的鉴权失败指示至少包括鉴权失败原因。
6.根据权利要求1所述的卫星中继数据传输方法，其特征在于，所述步骤2.3中的通信拒绝指示至少包括通信拒绝原因、等待时间，其中等待时间指示用户退避等待重发的时间间隔。
7.一种使用权利要求1-6任意一项所述卫星中继数据传输方法的中继卫星通信系统。
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