CN112636813A - Tdma卫星通信系统长时不确定登录方法、装置及存储介质 - Google Patents

Tdma卫星通信系统长时不确定登录方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法、装置及存储介质，方法，包括步骤：在登录时隙原始长度基础上增加预定时间长度作为重新确定的登录时隙长度；在原始登录起始时刻基础上提前预定时间间隔作为修正的登录起始时刻；以重新确定的登录时隙长度作为中心站的规划登录时隙范围，使远端站以修正的登录起始时刻作为其时隙登录计划时刻，在规划登录时隙范围内进行登录，远端站和中心站均处于星状卫星TDMA系统网络的卫星覆盖范围。有效解决卫星终端在无GPS或GPS位置信息不准确情况下的登录问题，提高登录效率，防止干扰其他卫星终端业务。

Description

TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法、装置及存储介质
技术领域
本发明涉及卫星通信技术，尤其与一种TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法、装置及存储介质相关。
背景技术
如图1所示的星状卫星TDMA系统网络，中心站是一发多收的设备，其中前向发射为TDM方式，返向接收为TDMA方式；远端站是一发一收设备，其中前向接收为FDMA方式，返向发射为TDMA方式。中心站负责前向链路上业务汇聚，提供返向链路的分时接入，并负责全网设备的时隙分配。远端站侧作为用户业务接入设备，将业务按时隙计划发送到中心站。
在上述系统中，中心站会定时广播登录时隙供远端站登录使用。对于远端站有GPS位置的情况下，远端站可根据自己的位置信息，并结合卫星及主站位置信息进行本地时间修正，即可正确使用登录时隙进行登录处理。但在远端站无GPS或GPS位置信息不准确的情况下，远端站对本地时间无法正常修正，或存在一定的修正偏差。在此种情况下，远端站无法准确使用登录时隙，如强行使用登录时隙，有可能对其他业务时隙造成干扰，严重时会导致设备离线，业务中断。为此需要有一种行之有效的方法，在远端站无GPS或GPS位置信息不准确时，能够正常登录到中心站。
发明内容
本发明主要针对上述相关现有技术的不足与缺陷，提供一种TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法、装置及存储介质，有效解决卫星终端在无GPS或GPS位置信息不准确情况下的登录问题，提高登录效率，防止干扰其他卫星终端业务。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术：
TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法，包括步骤：
在登录时隙原始长度基础上增加预定时间长度作为重新确定的登录时隙长度；
在原始登录起始时刻基础上提前预定时间间隔作为修正的登录起始时刻；
以所述重新确定的登录时隙长度作为中心站的规划登录时隙范围，使远端站以所述修正的登录起始时刻作为其时隙登录计划时刻，在规划登录时隙范围内进行登录，所述远端站和所述中心站均处于星状卫星TDMA系统网络的卫星覆盖范围。
进一步，所述预定时间长度，根据最近点与卫星之间的距离，以及最远点与卫星之间的距离进行设置，所述最近点为地球表面距离卫星最近的点，所述最远点为卫星覆盖范围内，地球表面距离卫星距离最远的点。所述预定时间长度≤2*(Dm-H)/c，其中，(Dm-H)/c为所述最近点与所述最远点的传输时延偏差，Dm为所述最远点与卫星之间的距离，Dm=((R+H)2-R2)1/2，H为所述最近点与卫星之间的距离，c为光速30万km/s，R为地球半径。
进一步，所述预定时间间隔，根据中心站到卫星的链路时延Tf，以及卫星到远端站的传输时延Tb进行设置。所述预定时间间隔≤2*(Tf+H/c)，其中，H为最近点与卫星之间的距离，所述最近点为地球表面距离卫星最近的点，c为光速30万km/s。
TDMA卫星通信系统长时不确定登录装置，包括：
时隙范围模块，用于在登录时隙原始长度基础上增加预定时间长度作为重新确定的登录时隙长度；
起始时刻模块，用于在原始登录起始时刻基础上提前预定时间间隔作为修正的登录起始时刻。
进一步，所述时隙范围模块，用于使所述重新确定的登录时隙长度作为中心站的规划登录时隙范围；
所述起始时刻模块，用于将所述修正的登录起始时刻用于作为远端站的时隙登录计划时刻，以供远端站在规划登录时隙范围内按时隙登录计划时刻进行登录；
所述远端站和所述中心站均处于星状卫星TDMA系统网络的卫星覆盖范围。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法。
本发明有益效果在于：
1、有效解决卫星终端在无GPS或GPS位置信息不准确情况下的登录问题，提高登录效率，防止干扰其他卫星终端业务；
2、在此种登录模式下，重新确定的登录时隙长度设置的足够长，，可防止远端站发出的登录信令对其他站点造成干扰，卫星覆盖范围任意一点按时隙计划登录，都会落在中心站规划的登录时隙范围之内，不会偏移到临近时隙影响其他站点的数据传输。
附图说明
本文描述的附图只是为了说明所选实施例，而不是所有可能的实施方案，更不是意图限制本发明的范围。
图1为星状卫星TDMA系统网络的卫星网络拓扑图。
图2为本申请实施例的卫星位置示意图。
图3为本申请实施例的中心站规划的原始登录时隙范围。
图4为本申请实施例的重新确定的登录时隙长度。
图5为本申请实施例的原始登录时隙范围的远端站登录时刻修正后时隙图
图6为本申请实施例的重新确定的登录时隙长度的远端站登录时刻修正后时隙图。
图7为本申请实施例的装置结构框图。
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，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明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。
实施例一
本实例提供一种TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法。
如图2所示，为中心站、远端站、卫星的位置信息图。
其中，中心站位置为A点。假设卫星经度为为x，则卫星在地球上的覆盖经度为：x-81.3°~x+81.3°，覆盖维度范围为81.3°N~81.3°S，远端站可能存在于此范围的任意一点上。
远端站正常登录场景：
在远端站发起登录前，前向链路需要先进行时间同步，同步完成后，中心站与远端站即实现粗同步。在此情况下，同一时刻，远端站的绝对时间要比中心站提前一整段传输时延，即中心站到卫星和卫星到远端站的传输时延之和。
远端站要在中心站指示的登录时刻进行登录，则要对登录时刻T0进行修正。假设中心站到卫星的链路时延为Tf，卫星到远端站的传输时延为Tb，则远端站修正后的登录时隙时刻为T0-2*(Tf+Tb)，如图3~4所示。
在远端站无GPS或GPS位置信息不准确的情况下，传输时延Tb无法正确得到。为防止远端站发出的登录信令对其他站点造成干扰，需要向登录时隙的长度设置的足够长，以保证远端站在卫星覆盖范围的任意一点进行登录，都能保证在登录时隙范围之内。
重新确定的登录时隙长度：
登录时隙最长长度实际取决离卫星最近点和离卫星最远端与卫星之间的距离偏差。
卫星最近点为卫星正下方的赤道位置，即经度为x，纬度为0的位，距离H=35860km。
卫星最远点为卫星覆盖最远点，以81.3°N为例进行计算，距离Dm=((R+H)2-R2)1/2=41753.679km。其中R为地球半径。
最近点和最远点的传输时延偏差为(Dm-H)/c = 19.6ms，其中c为光速30万km/s。
由于存在前向链路时延和返向链路时延两部分时延，得到登录时隙最长长度为：原始登录时隙长度+2*19.6ms。
远端站本地绝对时刻修正方法，获得修正的登录起始时刻：
在远端站无GPS或GPS位置信息不准确的情况下，远端站假设自己处于卫星正下方的赤道位置，即经度为x，纬度为0的位置。基于此假设，远端站修正后的登录时隙时刻为T0-2*(Tf+H/c)。其中H为卫星距地距离35860km，c为光速30万km/s，如图5~6所示。
远端站所假设的位置为卫星正下方的赤道位置，此位置为距卫星最近点，卫星覆盖范围内的其他任意一点到中心站的传输时延都要比此假设点要长，即在T0-2*(Tf+H/c)时刻发起登录，中心站接收到登录信令的时刻点只会滞后于T0，最长的滞后时间为2*(Tf+H/c)。
在此种登录模式下，卫星覆盖范围任意一点按时隙计划登录，都会落在中心站规划的登录时隙范围之内，不会偏移到临近时隙影响其他站点的数据传输。
实施例二
本实施例提供一种TDMA卫星通信系统长时不确定登录装置，结构如图7所示，包括时隙范围模块和起始时刻模块。
时隙范围模块，用于在登录时隙原始长度基础上增加预定时间长度作为重新确定的登录时隙长度，使所述重新确定的登录时隙长度作为中心站的规划登录时隙范围；
起始时刻模块，用于在原始登录起始时刻基础上提前预定时间间隔作为修正的登录起始时刻，并将所述修正的登录起始时刻作为远端站的时隙登录计划时刻，以供远端站在规划登录时隙范围内按时隙登录计划时刻进行登录；
远端站和所述中心站均处于星状卫星TDMA系统网络的卫星覆盖范围。
具体的，时隙范围模块可设于中心站，起始时刻模块可设于远端站，或者是时隙范围模块和起始时刻模块设置到一起，位于中心站和远端站以外的控制装置。
具体的，在本实例中，所述预定时间长度，根据最近点与卫星之间的距离，以及最远点与卫星之间的距离确定，所述最近点为地球表面距离卫星最近的点，所述最远点为卫星覆盖范围内，地球表面距离卫星距离最远的点。所述预定时间长度≤2*(Dm-H)/c，其中，(Dm-H)/c为所述最近点与所述最远点的传输时延偏差，Dm为所述最远点与卫星之间的距离，Dm=((R+H)2-R2)1/2，H为所述最近点与卫星之间的距离，c为光速30万km/s，R为地球半径。
具体的，在本实例中，所述预定时间间隔，根据中心站到卫星的链路时延Tf，以及卫星到远端站的传输时延Tb确定。所述预定时间间隔≤2*(Tf+H/c)，其中，H为最近点与卫星之间的距离，所述最近点为地球表面距离卫星最近的点，c为光速30万km/s。
以图2所示的位置为具体实施例，中心站位置为A点。假设卫星经度为为x，则卫星在地球上的覆盖经度为：x-81.3°~x+81.3°，覆盖维度范围为81.3°N~81.3°S，远端站可能存在于此范围的任意一点上。
卫星最近点为卫星正下方的赤道位置，即经度为x，纬度为0的位，距离H=35860km。
本实例的装置，进行执行后，获得如图4、如图6所示的时隙图。
实施例三
本实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行如实施例一所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法，其特征在于，包括步骤：
在登录时隙原始长度基础上增加预定时间长度作为重新确定的登录时隙长度；
在原始登录起始时刻基础上提前预定时间间隔作为修正的登录起始时刻。
2.根据权利要求1所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法，其特征在于，还包括步骤：以所述重新确定的登录时隙长度作为中心站的规划登录时隙范围，使远端站以所述修正的登录起始时刻作为其时隙登录计划时刻，在规划登录时隙范围内进行登录，所述远端站和所述中心站均处于星状卫星TDMA系统网络的卫星覆盖范围。
3.根据权利要求2所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法，其特征在于，所述预定时间长度，根据最近点与卫星之间的距离，以及最远点与卫星之间的距离进行设置，所述最近点为地球表面距离卫星最近的点，所述最远点为卫星覆盖范围内，地球表面距离卫星距离最远的点。
4.根据权利要求3所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法，其特征在于，所述预定时间长度≤2*(Dm-H)/c，其中，(Dm-H)/c为所述最近点与所述最远点的传输时延偏差，Dm为所述最远点与卫星之间的距离，Dm=((R+H)2-R2)1/2，H为所述最近点与卫星之间的距离，c为光速30万km/s，R为地球半径。
5.根据权利要求2所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法，其特征在于，所述预定时间间隔，根据中心站到卫星的链路时延Tf，以及卫星到远端站的传输时延Tb进行设置。
6.根据权利要求5所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法，其特征在于，所述预定时间间隔≤2*(Tf+H/c)，其中，H为最近点与卫星之间的距离，所述最近点为地球表面距离卫星最近的点，c为光速30万km/s。
7.TDMA卫星通信系统长时不确定登录装置，其特征在于，包括：
时隙范围模块，用于在登录时隙原始长度基础上增加预定时间长度作为重新确定的登录时隙长度；
起始时刻模块，用于在原始登录起始时刻基础上提前预定时间间隔作为修正的登录起始时刻。
8.根据权利要求7所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录装置，其特征在于：
所述时隙范围模块，用于使所述重新确定的登录时隙长度作为中心站的规划登录时隙范围；
所述起始时刻模块，用于将所述修正的登录起始时刻用于作为远端站的时隙登录计划时刻，以供远端站在规划登录时隙范围内按时隙登录计划时刻进行登录；
所述远端站和所述中心站均处于星状卫星TDMA系统网络的卫星覆盖范围。
9.根据权利要求7所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录装置，其特征在于：
所述预定时间长度，根据最近点与卫星之间的距离，以及最远点与卫星之间的距离确定，所述最近点为地球表面距离卫星最近的点，所述最远点为卫星覆盖范围内，地球表面距离卫星距离最远的点；
所述预定时间间隔，根据中心站到卫星的链路时延Tf，以及卫星到远端站的传输时延Tb确定。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，在所述计算机程序被处理器运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1~6中任意一项所述的TDMA卫星通信系统长时不确定登录方法。
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