CN113708828B - 一种北斗三号短报文信道调度方法及系统 - Google Patents
一种北斗三号短报文信道调度方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113708828B CN113708828B CN202111255370.6A CN202111255370A CN113708828B CN 113708828 B CN113708828 B CN 113708828B CN 202111255370 A CN202111255370 A CN 202111255370A CN 113708828 B CN113708828 B CN 113708828B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- satellite
- short message
- beidou
- receiving
- terminal card
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 51
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 10
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N diphenylamine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC1=CC=CC=C1 DMBHHRLKUKUOEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/1851—Systems using a satellite or space-based relay
- H04B7/18513—Transmission in a satellite or space-based system
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
- H04B7/14—Relay systems
- H04B7/15—Active relay systems
- H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
- H04B7/18521—Systems of inter linked satellites, i.e. inter satellite service
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Astronomy & Astrophysics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Radio Relay Systems (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
Abstract
本发明涉及一种北斗三号短报文信道调度方法及系统，通过发起注册请求、计算、搜索表、广播、转发、更新表、回执等操作，为短报文包提供一种基于星间链路、星地链路的终端‑卫星‑地面站协同传输机制，通过在多颗卫星及地面中心站生成对各自对象服务列表，让传输机制对端设备屏蔽，在保证短报文数据包准确无误的在信道中传输的同时，也降低了终端的负荷。本发明有益效果是：可实现北斗终端卡的单发单收，单发多收，多发单收以及多发多收模式；各条信道链路之间相互冗余，当某些设施发生故障或损毁时，仍然具备较强的鲁棒性。
Description
技术领域
本发明涉及卫星报文传输领域，尤其涉及一种北斗三号短报文信道调度方法及系统。
背景技术
目前北斗三号系统已建成，所提出的全球短报文方案和区域短报文方案已经实施，而在已实施的全球短报文系统方案中，北斗三号的境外用户通过L波段上行信号实现40个汉字（或560 bits）的短报文传输，而境外卫星完成短报文的接收、解扩解调和信息处理，生成用户回执信息，并通过B2b频点进行反馈给用户。同时，通过星间链路转发，将用户上传信息及回执信息下发到地面中心站。通过注入站可见星，地面中心站向用户播发的信息由星间链路转发至用户可见星，并通过 B2b 信号下行实现对用户播发。
此方案中不足之处在于地面中心站仅局限于境内，造成全球短报文系统容量小，响应时延较大，且卫星之间仅能依赖于星间链路实现短报文的转发。
而在已实施的北斗三号区域短报文系统方案中，用户利用终端通过L频段发送信号至用户可见的GEO卫星，可见星对上传信号进行滤波、放大、变频后经星间链路或直接通过C频段下发至地面中心站，而地面中心站通过C频段信号，将向用户播发的信息上行至中心站可见的GEO卫星，通过星间链路或直接下发，用户可见的GEO卫星通过S频段向用户转发位置和播发信息。
此方案不足之处在于短报文传输仅通过GEO卫星，造成区域短报文系统并发容量小，同时也并未充分发挥其它星座的协同通信能力。
发明内容
针对以上技术问题，本发明提出一种基于北斗三号短报文信道的系统框架下的“端到端”调度方法，通过发起注册请求、计算、搜索表、广播、转发、更新表、回执等操作，为短报文包提供一种基于星间链路、星地链路的终端-卫星-地面站协同传输机制，通过在多颗卫星及地面中心站生成对各自对象服务列表，让传输机制对端设备屏蔽，在保证短报文数据包准确无误的在信道中传输的同时，也降低了终端的负荷。
本发明提供的一种北斗三号短报文信道调度方法及系统，系统包括：北斗三号短报文通信模块、北斗三号系统卫星和地面中心站；
所述北斗三号短报文通信模块通过上/下行链路与所述北斗三号系统卫星通信；
所述北斗三号系统卫星通过出/入站链路与所述地面中心站通信；
所述北斗三号短报文通信模块负责发送通信服务注册申请、收/发短报文、收/发回执信息；
所述北斗三号系统卫星负责搜索服务列表、提取终端卡ID地址、更新服务列表、向临近卫星发送搜索请求、向地面中心站发送搜索请求、收/发回执信息；
所述地面中心站负责搜索卫星服务列表、提取终端卡ID地址、更新卫星服务列表、向卫星发送搜索请求、向其它地面中心发送搜索请求、收/发回执信息。
进一步地，所述通信服务注册申请，其通信信息的帧结构包括：接收信息的北斗终端卡ID、通信类别、编码方式、短报文内容和其它字段；
所述收/发短报文，其短报文信息的帧结构包括：通信类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳、短报文内容和其它字段；
所述收/发回执信息，其回执信息的帧结构包括：状态类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳和发送信息的北斗终端卡ID。
进一步地，所述北斗三号系统卫星包括高轨卫星GEO和中/低轨卫星MEO/LEO。
进一步地，高轨卫星GEO和中/低轨卫星MEO/LEO维护的字段包括服务注册表和卫星链路表；
服务注册表包含多条动态服务记录，具体为：发送信息的北斗终端卡ID、短报文内容、接收信息的北斗终端卡ID、空间位置和时间戳；
卫星链路表记录星间链路的协同记录，具体为：临近卫星ID、搜索结果、接收信息的北斗终端卡ID地址、空间位置和时间戳字段。
进一步地，所述高轨卫星GEO维护的优先级高于中/低轨卫星MEO/LEO。
一种北斗三号短报文信道调度方法，应用于一种北斗三号短报文信道调度系统，包括不同情况下调度，具体为：通过可见星主导实现短报文转发、通过可见星的星间链路实现短报文转发、通过地面中心站的协调卫星实现短报文转发、通过地面中心站之间的多站协同实现短报文转发。
进一步地，所述可见星主导实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址均在同一个可见星的服务注册表中时，则仅通过该可见星实现发送终端和接收终端之间的短报文通信。
进一步地，通过可见星的星间链路实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不再同一个可见星的服务注册表，而在两个不同的临近可见星的服务注册表时，则通过这两个不同的临近可见星之间的星间链路实现发送终端卡和接收终端卡之间的短报文通信。
进一步地，通过地面中心站的协调卫星实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不在同一个可见星的服务注册表，也不在两个不同的临近可见星的服务注册表时，则通过地面中心站向其它未搜索区域的可见星进行广播搜索，以此实现“发送终端卡-可见星-地面中心站-未搜索区域的某个可见星-接收终端卡”之间的短报文通信。
通过地面中心站之间的多站协同实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不在同一个可见星的服务注册表，也不在两个不同的临近可见星的服务注册表，同时接收终端卡的地址也不在当前地面中心站的其它未搜索区域的某个可见星的服务注册表时，则通过当前地面中心站向其它地面中心站请求协同，以此实现“发送终端卡-可见星-当前地面中心站-其它地面中心站-其它地面中心站可见星-接收终端卡”之间的短报文通信。
本发明的关键点是：北斗三号短报文单发单收，单发多收，多发单收以及多发多收模式下“端到端”通信。
在GEO卫星和地面站 转发的基础上，将LEO卫星网和地面站网加入了北斗三号短报文信道调度的框架中，并对各对象进行了基于空间、时间和容量的分级调度方法，有效的增加了系统容量，降低了时延。
具备强大的鲁棒性，各条信道链路之间相互冗余，当某些设施发生故障或损毁时，仍然具备较强的鲁棒性。
本发明的适用场景如下：与现有北斗三号短报文信道的应用方式“端到中心站”的通信不同，本发明所提出的方案可适用于北斗三号短报文“端到端”通信，具体来说，可实现北斗终端卡的单发单收，单发多收，多发单收以及多发多收模式。
另外，本发明采用分层级调度方案。与现有基于北斗三号系统的短报文信道“GEO卫星-地面站”的调度方式不同，通过本发明所提出的“LEO卫星-GEO卫星-地面站-地面站网”的层级化调度方案，具体来看，通过LEO，完成发报终端的注册和报文发送，当LEO自身维护的服务列表中搜索到存有收报终端卡地址，则直接转发给收报终端卡；而当LEO自身维护的服务列表搜索不到收报终端卡地址时，可利用LEO的星间链路发送协助请求初始LEO邻近的LEO卫星，如果能在邻近LEO卫星的服务列表中搜索到收报终端卡地址，则通过初始LEO和该LEO构成的链路向收报终端实现转发；若邻近的LEO卫星搜索不到收报终端卡地址，则由初始LEO向GEO发送协助请求，GEO根据自身维护的LEO服务列表在更大服务范围内进行请求的转发， 当转发到的LEO卫星维护的服务表中可搜索到收报终端卡地址，则通过初始LEO卫星、GEO卫星和末端LEO卫星构成的链路向收报终端实现转发；当收报终端处于GEO卫星维护的卫星服务表中LEO卫星服务范围以外时，初始LEO卫星通过星地链路向地面中心站发送协助请求，地面中心站在自己维护的多级节点中搜索收报终端地址，一旦确定末端LEO卫星位置，则通过初始LEO卫星、地面中心站、末端LEO卫星（或含GEO卫星）构成的链路向收报终端实现转发；若收报终端处于上述情况外的区域时，地面中心站将通过地面站网发送请求，并实现全球地面站网的收报终端地址搜索，一旦确定所属区域和末端LEO卫星位置，则通过初始LEO卫星、初始地面中心站、末端地面中心站、末端LEO卫星（或含GEO卫星）构成的链路向收报终端实现转发。
最后，本发明各条信道链路之间相互冗余，当某些设施发生故障或损毁时，仍然具备较强的鲁棒性。
本发明提供的有益效果是：可实现北斗终端卡的单发单收，单发多收，多发单收以及多发多收模式；各条信道链路之间相互冗余，当某些设施发生故障或损毁时，仍然具备较强的鲁棒性。
附图说明
图1是本发明系统结构示意图；
图2是北斗三号短报文通信模块命令帧结构示意图；
图3是北斗三号短报文信道GEO卫星维护表记录的字段组成示意图；
图4是北斗三号短报文信道MEO/LEO卫星段的记录字段示意图；
图5是北斗三号短报文信道地面中心站段的记录字段示意图；
图6是可见星主导实现短报文转发的流程示意图；
图7是可见星的星间链路实现短报文转发的流程示意图；
图8是地面中心站的协调卫星实现短报文转发的流程示意图；
图9是地面中心站之间的多站协同实现短报文转发的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
本发明提供的一种北斗三号短报文信道调度方法及系统，请参考图1，图1是本发明系统结构示意图；系统包括：北斗三号短报文通信模块、北斗三号系统卫星和地面中心站；
所述北斗三号短报文通信模块通过上/下行链路与所述北斗三号系统卫星通信；
所述北斗三号系统卫星通过出/入站链路与所述地面中心站通信；
所述北斗三号短报文通信模块负责三类命令，具体为：发送通信服务注册申请、收/发短报文、收/发回执信息；
而其三类命令所对应的帧结构如图2所示，其中，终端卡服务申请的信息帧包括：接收信息的北斗终端卡ID、通信类别、编码方式、短报文内容以及其它字段，发送短报文的信息帧包括：通信类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳、短报文内容和其它字段，而收发回执的信息帧包括：状态类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳和发送信息的北斗终端卡ID。
所述北斗三号系统卫星包括高轨卫星GEO和中/低轨卫星MEO/LEO。
北斗三号短报文信道的系统框架中卫星包含：高轨卫星(GEO)和低轨道卫星（LEO），GEO卫星维护表记录的字段组成如图3所示，通常来说它包含服务注册表和维护卫星链路表，服务注册表包含众多动态服务记录，其中包含：发送信息的北斗终端卡ID、短报文内容、接收信息的北斗终端卡ID、空间位置和时间戳等字段，而卫星链路表主要记录星间链路的协同记录，其中包含：临近卫星ID、搜索结果、接收信息的北斗终端卡ID地址、空间位置和时间戳字段。而LEO卫星维护表记录的字段组成如图4所示。
北斗三号短报文信道的系统框架中的地面中心站通常维护着可视范围内卫星服务注册表和地面站网内的其它地面站链路表，如图5所示，卫星服务注册表中的服务记录包含：服务卫星ID、短报文内容、接收信息的北斗终端卡ID地址、接收终端卡的空间位置和时间戳，同时地面中心站也维护着整个与它连接的其它地面站链路表，地面链路表中协同记录包含：临近地面站ID、搜索结果、接收信息的北斗终端卡ID地址、接收终端卡的空间位置和时间戳。
所述北斗三号系统卫星负责搜索服务列表、提取终端卡ID地址、更新服务列表、向临近卫星发送搜索请求、向地面中心站发送搜索请求、收/发回执信息；
所述地面中心站负责搜索卫星服务列表、提取终端卡ID地址、更新卫星服务列表、向卫星发送搜索请求、向其它地面中心发送搜索请求、收/发回执信息。
所述通信服务注册申请，其通信信息的帧结构包括：接收信息的北斗终端卡ID、通信类别、编码方式、短报文内容和其它字段；
所述收/发短报文，其短报文信息的帧结构包括：通信类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳、短报文内容和其它字段；
所述收/发回执信息，其回执信息的帧结构包括：状态类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳和发送信息的北斗终端卡ID。
高轨卫星GEO和中/低轨卫星MEO/LEO维护的字段包括服务注册表和卫星链路表；
服务注册表包含多条动态服务记录，具体为：发送信息的北斗终端卡ID、短报文内容、接收信息的北斗终端卡ID、空间位置和时间戳；
卫星链路表记录星间链路的协同记录，具体为：临近卫星ID、搜索结果、接收信息的北斗终端卡ID地址、空间位置和时间戳字段。
所述高轨卫星GEO维护的优先级高于中/低轨卫星MEO/LEO。
一种北斗三号短报文信道调度方法，应用于一种北斗三号短报文信道调度系统，包括不同情况下调度，具体为：通过可见星主导实现短报文转发、通过可见星的星间链路实现短报文转发、通过地面中心站的协调卫星实现短报文转发、通过地面中心站之间的多站协同实现短报文转发。
请参考图6，图6是可见星主导实现短报文转发的流程示意图；
所述可见星主导实现短报文转发，指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址均在同一个可见星的服务注册表中时，则仅通过该可见星实现发送终端和接收终端之间的短报文通信。具体流程为：
STEP01：发送终端卡 T01~T0x向可见星SV02发送通信申请请求，并将自身ID地址发送；
STEP02：当SV02收到申请请求，自检发现各项功能完好，且目前容量未超过最大承载容量，可见星SV02在服务注册表中录入终端卡T01~T0x ID地址；
STEP03：录入完毕后，可见星SV02发送确认回执给终端卡 T01~T0x；
STEP04：通信模块的终端卡 T01~T0x 将含有接收端ID地址的短报文M01发送到SV02；
STEP05：SV02发送接收确认回执给终端卡 T01~T0x，SV02将短报文M01中的接收终端卡ID地址:T11~T1x 提取出来；
STEP06: 在SV02服务注册表中搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；如果：接收终端卡ID地址 ∈ {SV02服务注册表ID地址}，则进入STEP07；
STEP07：从SV02服务注册表中查出接收终端卡所在的空间位置（经度、纬度、高程）；
STEP08：SV02调整通道波束，发送短报文M01到接收终端卡 T11~T1x；
STEP09：接收终端卡 T11~T1x接收短报文M01完毕，发送确认回执给SV02；
STEP10：SV02更新自身维护的服务注册表；
STEP11：SV02转发“接收完毕”回执给接收终端卡 T01~T0x。
请参考图7，图7是可见星的星间链路实现短报文转发的流程示意图；
通过可见星的星间链路实现短报文转发，指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不再同一个可见星的服务注册表，而在两个不同的临近可见星的服务注册表时，则通过这两个不同的临近可见星之间的星间链路实现发送终端卡和接收终端卡之间的短报文通信。具体流程为：
STEP01：终端卡 T01~T0x向可见星SV02发送通信申请请求，并将自身ID地址发送；
STEP02：当SV02收到申请请求，自检发现各项功能完好，且目前容量未超过最大承载容量，可见星SV02在服务注册表中录入终端卡T01~T0x ID地址；
STEP03：录入完毕后，可见星SV02发送确认回执给终端卡 T01~T0x；
STEP04：通信模块的终端卡 T01~T0x 将含有接收端ID地址的短报文M01发送到SV02；
STEP05：SV02发送接收确认回执给终端卡 T01~T0x，SV02将短报文M01中的接收终端卡ID地址:T11~T1x 提取出来；
STEP06：在SV02服务注册表中搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；如果：接收终端卡ID地址 ∉ {SV02服务注册表ID地址}，则进入步骤STEP07；
STEP07：SV02将接收终端卡ID地址字段发送搜索请求发送到SV03、SV01等直接邻近（或直接有星间链路）卫星上；
STEP08：在SV03、SV01等卫星上服务注册表中分别搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；
如果：接收终端卡ID地址 ∉ {SV01服务注册表ID地址}，且接收终端卡ID地址 ∈{SV03服务注册表ID地址}，则进入步骤STEP09；
STEP09：临近卫星SV01发送“未查到”回执字段返回到卫星SV02，临近卫星SV03从服务注册表中查出接收终端卡所在的空间位置（经度、纬度、高程）且返回“查到”回执字段返回到卫星SV02；
STEP10：收到回执字段后，卫星SV02更新临近卫星SV03服务管理列表；
STEP11：卫星SV02将短报文M01转发到卫星SV03；
STEP12：卫星SV03接收完毕，发送确认回执给SV02；
STEP13：卫星SV03调整通道波束，发送短报文M01到接收终端卡T11~T1x；
STEP14：接收终端卡T01~T0x接收短报文M01完毕，发送“接收完毕”回执给SV03；
STEP15：SV03更新自身维护的服务注册表；
STEP16：SV03转发“接收完毕”回执给SV02；
STEP17：SV02更新自身维护的服务注册表；
STEP18：SV02转发“接收完毕”回执给接收终端卡 T01~T0x。
请参考图8，图8是地面中心站的协调卫星实现短报文转发的流程示意图；
通过地面中心站的协调卫星实现短报文转发 ，指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不在同一个可见星的服务注册表，也不在两个不同的临近可见星的服务注册表时，则通过地面中心站向其它未搜索区域的可见星进行广播搜索，以此实现“发送终端卡-可见星-地面中心站-未搜索区域的某个可见星-接收终端卡”之间的短报文通信。具体流程为：
STEP01：终端卡 T01~T0x向可见星SV02发送通信申请请求，并将自身ID地址发送；
STEP02：当SV02收到申请请求，自检发现各项功能完好，且目前容量未超过最大承载容量，可见星SV02在服务注册表中录入终端卡T01~T0x ID地址；
STEP03：录入完毕后，可见星SV02发送确认回执给终端卡 T01~T0x；
STEP04：通信模块的终端卡 T01~T0x 将含有接收端ID地址的短报文M01发送到SV02；
STEP05：SV02发送接收确认回执给终端卡 T01~T0x，SV02将短报文M01中的接收终端卡ID地址:T11~T1x 提取出来；
STEP06：在SV02服务注册表中搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；如果：接收终端卡ID地址 ∉ {SV02服务注册表ID地址}则进入步骤STEP07；
STEP07：SV02将接收终端卡ID地址字段发送搜索请求到直接相邻的SV03、SV01等卫星上；
STEP08：在SV03、SV01等卫星上服务注册表中分别搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；
如果：接收终端卡ID地址 ∉ {SV02服务注册表ID地址，临近卫星服务注册表ID地址}，则进入步骤STEP09；
STEP09：临近卫星均发送“未查到”回执字段返回到卫星SV02
STEP10：收到回执字段后，卫星SV02更新服务管理列表；
STEP11：SV02将接收终端卡ID地址字段发送搜索请求到地面中心站S01上；
STEP12：地面中心站S01对其维护的卫星服务注册表中除SV02及SV02临近卫星之外的所有卫星（后简称为未搜索区域）广播接收终端卡ID地址字段的搜索请求；
STEP13：未搜索区域的卫星在各自服务注册表中搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；
STEP14：若未搜索到，则发送“未查到”回执字段及查询时间返回到地面中心站S01，若搜索到，则从服务注册表中查出接收终端卡所在的空间位置（经度、纬度、高程、上次服务时间），且将（“查到”回执字段，卫星上次服务该终端卡ID地址的时间戳，查询时间戳）返回到地面中心站S01；如果：地面中心站S01接收到一个SVxx发送的“查到”回执；
则进入步骤STEP15；
STEP15：S01发送确认回执给卫星SV02；
STEP16：卫星SV02将短报文M01转发给地面中心站S01；
STEP17：地面中心站S01接收完毕，发送接收确认回执给SV02；
STEP18：地面中心站S01以“卫星上次服务该终端卡ID地址的时间戳”最新为最佳卫星选择；
STEP19：地面中心站S01将短报文M01转发给卫星SVxx；
STEP20：SVxx返回接收确认回执给S01；
STEP21：SVxx根据所查询的空间位置（经度、纬度、高程、上次服务时间）通道波束；
STEP22：发送短报文M01到接收终端卡 T11~T1x；
STEP23：接收终端卡T01~T0x接收短报文M01完毕，发送“传送完毕”字段给SVxx；
STEP24：SVxx更新自身维护的服务注册表；
STEP25：SVxx将“传送完毕”字段转发给地面中心站S01；
STEP26：地面中心站S01更新自身维护的卫星服务注册表；
STEP27：地面中心站S01将“传送完毕”字段转发给卫星SV02；
STEP28：卫星SV02更新自身维护的服务注册表；
STEP29：卫星SV02将“传送完毕”字段转发给终端卡 T01~T0x。
请参考图9，图9是地面中心站之间的多站协同实现短报文转发的流程示意图；
通过地面中心站之间的多站协同实现短报文转发，指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不在同一个可见星的服务注册表，也不在两个不同的临近可见星的服务注册表，同时接收终端卡的地址也不在当前地面中心站的其它未搜索区域的某个可见星的服务注册表时，则通过当前地面中心站向其它地面中心站请求协同，以此实现“发送终端卡-可见星-当前地面中心站-其它地面中心站-其它地面中心站可见星-接收终端卡”之间的短报文通信。具体流程为：
STEP01：终端卡T01~T0x向可见星SV02发送通信申请请求，并将自身ID地址发送；
STEP02：当SV02收到申请请求，自检发现各项功能完好，且目前容量未超过最大承载容量，可见星SV02在服务注册表中录入通信发起的终端卡ID地址：T01~T0x；
STEP03：录入完毕后，可见星SV02发送确认回执给终端卡 T01~T0x；
STEP04：通信模块的终端卡 T01~T0x 将含有接收端ID地址T11~T1x的短报文M01发送到SV02；
STEP05：SV02发送接收确认回执给终端卡T01~T0x，SV02将短报文M01中的接收终端卡ID地址:T11~T1x 提取出来；
STEP06：在SV02服务注册表中搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；如果条件1：接收终端卡ID地址 ∉ {SV02服务注册表ID地址}满足，则进入步骤STEP07；
STEP07：SV02将接收终端卡ID地址字段发送搜索请求到直接相邻的SV03、SV01等卫星上；
STEP08：在SV03、SV01等卫星上服务注册表中分别搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；
如果条件2：接收终端卡ID地址 ∉ {SV02服务注册表ID地址，临近卫星服务注册表ID地址}满足，则进入STEP09；
STEP09：临近卫星均发送“未查到”回执字段返回到卫星SV02；
STEP10：收到回执字段后，卫星SV02更新服务管理列表；
STEP11：SV02将接收终端卡ID地址字段发送搜索请求到地面中心站S01上；
STEP12：地面中心站S01对其维护的卫星服务注册表中除SV02及SV02临近卫星之外的所有卫星（后简称为未搜索区域）广播接收终端卡ID地址字段的搜索请求；
STEP13：未搜索区域的卫星在各自服务注册表中搜索接收终端卡ID地址:T11~T1x；
如果条件3：接收终端卡ID地址 ∉ {S01未搜索区域服务注册表}满足，则进入步骤STEP14；
STEP14：未搜索区域的卫星均发送“未查到”回执字段返回到地面中心站S01；
STEP15：通过地面站之间的链路，开启多站协同；
STEP16：地面中心站S01向所有地面中心站广播接收终端卡ID地址字段的搜索请求；如果条件4：其它地面中心站接收到满足，则进入步骤STEP17；
STEP17：从所有地面中心站各自维护的卫星服务注册表中通过计算找到未搜索区域；
STEP18：广播接收终端卡ID地址字段的搜索请求；
STEP19：卫星在各自服务注册表中搜索接收终端卡ID地址；
如果条件5：卫星在各自服务注册表中未搜索到接收终端卡ID地址满足，则进入步骤STEP20；
STEP20：发送“未查到”回执字段及查询时间返回到地面中心站（如图中S03）；否则表示：搜索到，从服务注册表中查出接收终端卡所在的空间位置（经度、纬度、高程、上次服务时间）；将（卫星“查到”回执字段，卫星上次服务该终端卡ID地址的时间戳，查询时间戳）返回到地面中心站（如图中S02）；
STEP21：地面中心站更新各自维护的卫星服务注册表；
STEP22：其它地面中心站将“未查到”回执字段和（地面中心站“查到”回执字段，地面中心站卫星服务注册表服务的时间戳，卫星上次服务该终端卡ID地址的时间戳，查询时间戳）回执字段返回地面中心站S01；
STEP23：地面中心站S01更新各自维护的卫星服务注册表；
STEP24：地面中心站S01发送确认回执给卫星SV02；
STEP25：卫星SV02将短报文M01转发给地面中心站S01；
STEP26：地面中心站S01接收完毕，发送接收确认回执给SV02；
STEP27：地面中心站S01以“地面中心站卫星服务表服务时间戳”最新为最佳卫星选择，
STEP28：S01将短报文M01转发给地面中心站S02；
STEP29：S02发送确认回执给地面中心站S01；
STEP30：地面中心站S02根据 “卫星上次服务该终端卡ID地址的时间戳”最新为最佳卫星选择；
STEP31：地面中心站S02将短报文M01转发给卫星SVxx；
STEP32：卫星SVxx返回接收确认回执给S02；
STEP33：SVxx根据所查询的空间位置（经度、纬度、高程、上次服务时间）调整通道波束；
STEP34：发送短报文M01到接收终端卡 T11~T1x；
STEP35：接收终端卡T11~T1x接收短报文M01完毕，发送“传送完毕”字段给SVxx；
STEP36：SVxx更新各自维护的卫星服务注册表；
STEP37：SVxx将“传送完毕”字段转发给地面中心站S02；
STEP38：S02更新维护的卫星服务注册表；
STEP39：地面中心站S02将“传送完毕”字段转发给地面中心站S01；
STEP40：S01更新维护的卫星服务注册表；
STEP41：地面中心站S01将“传送完毕”字段转发给卫星SV02；
STEP42：SV02更新维护的服务注册表；
STEP43：卫星SV02将“传送完毕”字段返回终端卡 T01~T0x。
综合来看，本发明的有益效果是：可实现北斗终端卡的单发单收，单发多收，多发单收以及多发多收模式；各条信道链路之间相互冗余，当某些设施发生故障或损毁时，仍然具备较强的鲁棒性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种北斗三号短报文信道调度方法，应用于一种北斗三号短报文信道调度系统，其特征在于：系统包括：
北斗三号短报文通信模块、北斗三号系统卫星和地面中心站；
所述北斗三号短报文通信模块通过上/下行链路与所述北斗三号系统卫星通信；
所述北斗三号系统卫星通过出/入站链路与所述地面中心站通信；
所述北斗三号短报文通信模块负责发送通信服务注册申请、收/发短报文、收/发回执信息；
所述北斗三号系统卫星负责搜索服务列表、提取终端卡ID地址、更新服务列表、向临近卫星发送搜索请求、向地面中心站发送搜索请求、收/发回执信息；
所述地面中心站负责搜索卫星服务列表、提取终端卡ID地址、更新卫星服务列表、向卫星发送搜索请求、向其它地面中心发送搜索请求、收/发回执信；
所述通信服务注册申请，其通信信息的帧结构包括：接收信息的北斗终端卡ID、通信类别、编码方式、短报文内容和其它字段；
所述收/发短报文，其短报文信息的帧结构包括：通信类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳、短报文内容和其它字段；
所述收/发回执信息，其回执信息的帧结构包括：状态类别、接收信息的北斗终端卡ID、编码方式、发送时间戳和发送信息的北斗终端卡ID；
所述北斗三号系统卫星包括高轨卫星GEO和中/低轨卫星MEO/LEO；
高轨卫星GEO和中/低轨卫星MEO/LEO维护的字段包括服务注册表和卫星链路表；
服务注册表包含多条动态服务记录，具体为：发送信息的北斗终端卡ID、短报文内容、接收信息的北斗终端卡ID、空间位置和时间戳；
卫星链路表记录星间链路的协同记录，具体为：临近卫星ID、搜索结果、接收信息的北斗终端卡ID地址、空间位置和时间戳字段；
所述高轨卫星GEO维护的优先级高于中/低轨卫星MEO/LEO；
方法包括不同情况下调度，具体为：通过可见星主导实现短报文转发、通过可见星的星间链路实现短报文转发、通过地面中心站的协调卫星实现短报文转发、通过地面中心站之间的多站协同实现短报文转发。
2.如权利要求1所述的一种北斗三号短报文信道调度方法，其特征在于：所述可见星主导实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址均在同一个可见星的服务注册表中时，则仅通过该可见星实现发送终端和接收终端之间的短报文通信。
3.如权利要求2所述的一种北斗三号短报文信道调度方法，其特征在于：通过可见星的星间链路实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不再同一个可见星的服务注册表，而在两个不同的临近可见星的服务注册表时，则通过这两个不同的临近可见星之间的星间链路实现发送终端卡和接收终端卡之间的短报文通信。
4.如权利要求3所述的一种北斗三号短报文信道调度方法，其特征在于：通过地面中心站的协调卫星实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不在同一个可见星的服务注册表，也不在两个不同的临近可见星的服务注册表时，则通过地面中心站向其它未搜索区域的可见星进行广播搜索，以此实现“发送终端卡-可见星-地面中心站-未搜索区域的某个可见星-接收终端卡”之间的短报文通信。
5.如权利要求4所述的一种北斗三号短报文信道调度方法，其特征在于：通过地面中心站之间的多站协同实现短报文转发，具体指：当发送终端卡的地址和接收终端卡的地址不在同一个可见星的服务注册表，也不在两个不同的临近可见星的服务注册表，同时接收终端卡的地址也不在当前地面中心站的其它未搜索区域的某个可见星的服务注册表时，则通过当前地面中心站向其它地面中心站请求协同，以此实现“发送终端卡-可见星-当前地面中心站-其它地面中心站-其它地面中心站可见星-接收终端卡”之间的短报文通信。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111255370.6A CN113708828B (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 一种北斗三号短报文信道调度方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111255370.6A CN113708828B (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 一种北斗三号短报文信道调度方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113708828A CN113708828A (zh) | 2021-11-26 |
| CN113708828B true CN113708828B (zh) | 2022-02-08 |
Family
ID=78647109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111255370.6A Active CN113708828B (zh) | 2021-10-27 | 2021-10-27 | 一种北斗三号短报文信道调度方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113708828B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114845347B (zh) * | 2022-04-27 | 2022-10-04 | 中国人民解放军32021部队 | 一种北斗短报文用户端服务区接入切换方法 |
| CN115632698A (zh) * | 2022-10-19 | 2023-01-20 | 国网思极位置服务有限公司 | 一种用于北斗短报文可靠传输的终端控制系统 |
| CN118677499A (zh) * | 2023-03-15 | 2024-09-20 | 华为技术有限公司 | 一种卫星消息传输方法、系统与终端设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107864007A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-30 | 西安电子科技大学 | 面向区域目标的多星多地面站资源协同分配管理方法 |
| CN110120833A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-13 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种星地协同任务管理系统 |
| WO2020173438A1 (zh) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 华为技术有限公司 | 一种卫星协作通信的方法、装置及系统 |
| CN111835394A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-27 | 北京邮电大学 | 一种多地面站点协作抵抗卫星信道衰减系统及方法 |
| CN111934748A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-13 | 上海卫星工程研究所 | 基于北斗短报文的低轨卫星星间链路自主建链方法及系统 |
| CN113422642A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-09-21 | 长沙海格北斗信息技术有限公司 | 高速动态环境下的北斗三号全球短报文发送方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9647749B2 (en) * | 2014-09-30 | 2017-05-09 | Google Inc. | Satellite constellation |
| CN105391492A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-09 | 广东天珩通电子科技有限公司 | 一种基于卫星的信息传输系统 |
| CN107135028A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-09-05 | 成都国恒空间技术工程有限公司 | 海洋遥感数据分发地面主控站及其数据传输方法 |
| CN209390070U (zh) * | 2018-12-15 | 2019-09-13 | 广东海洋大学 | 北斗卫星通信控制器 |
-
2021
- 2021-10-27 CN CN202111255370.6A patent/CN113708828B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107864007A (zh) * | 2017-11-03 | 2018-03-30 | 西安电子科技大学 | 面向区域目标的多星多地面站资源协同分配管理方法 |
| WO2020173438A1 (zh) * | 2019-02-27 | 2020-09-03 | 华为技术有限公司 | 一种卫星协作通信的方法、装置及系统 |
| CN110120833A (zh) * | 2019-05-14 | 2019-08-13 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种星地协同任务管理系统 |
| CN111835394A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-10-27 | 北京邮电大学 | 一种多地面站点协作抵抗卫星信道衰减系统及方法 |
| CN111934748A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-13 | 上海卫星工程研究所 | 基于北斗短报文的低轨卫星星间链路自主建链方法及系统 |
| CN113422642A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-09-21 | 长沙海格北斗信息技术有限公司 | 高速动态环境下的北斗三号全球短报文发送方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 北斗三号卫星系统总体设计;陈忠贵,等;《南京航空航天大学学报》;20201215;全篇 * |
| 北斗三号短报文低轨卫星测控应用研究;刘保国，等;《遥测遥控》;20210115;全篇 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113708828A (zh) | 2021-11-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113708828B (zh) | 一种北斗三号短报文信道调度方法及系统 | |
| US5999125A (en) | Method and apparatus for a global positioning data service | |
| CN112332898B (zh) | 一种基于宽带存储转发模式的卫星通信方法和系统 | |
| JP4092207B2 (ja) | セルラー式通信ネットワーク内のｇｐｓ支援メッセージ及びそのための方法 | |
| CN1108031C (zh) | 在卫星通信系统中呼叫建立的方法和设备 | |
| US7430422B2 (en) | Position information notifying method and device | |
| CN101060362B (zh) | 基于卫星通信系统的多数据业务系统 | |
| Karn et al. | Packet radio in the amateur service | |
| CN110166296B (zh) | 一种面向载人深空探测的信息中心网络架构的方法 | |
| JPH05501943A (ja) | 地域プロトコル変換を具備する国際衛星通信システム | |
| CN103546362A (zh) | 进行信息推送的方法、系统及服务器 | |
| CN114095068B (zh) | 一种低轨卫星通信系统基于分布式的位置管理方法 | |
| CN111835405B (zh) | 一种基于天地一体化信息中心网络的信息推送方法及系统 | |
| US20240163819A1 (en) | Time synchronization method and apparatus, and terminal device | |
| CN111162830B (zh) | 一种基于轨道预报的星地数据传输路由方法 | |
| CN113612513B (zh) | 基于导航卫星电文扩展的通信卫星接入控制方法及装置 | |
| CN113852410B (zh) | 用于低轨网络宽带用户空闲态场景的星地标签路由方法 | |
| CN112054834A (zh) | 兼容vslam的卫星差分定位服务系统及提供位置服务的方法 | |
| CN1304590A (zh) | 用于检测由卫星通信网络生成的s同步信号的方法与设备 | |
| CN113489529B (zh) | 低轨星座卫星通信系统中站间同步方法 | |
| CN114827004A (zh) | 一种适用于星上ip路由交换的rip协议优化方法 | |
| CN112671450A (zh) | 一种基于终端位置的低轨卫星通信路由区更新方法 | |
| McNair | Location registration and paging in mobile satellite systems | |
| CN112929831A (zh) | 一种应急通信设备管理方法及系统 | |
| CN111313959B (zh) | 一种北斗三号相控阵捷变星间链路遥测下行路径搜索方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A Short Message Channel Scheduling Method and System for Beidou-3 Effective date of registration: 20231226 Granted publication date: 20220208 Pledgee: Wuhan area branch of Hubei pilot free trade zone of Bank of China Ltd. Pledgor: WUHAN XINGTU XINKE ELECTRONIC Co.,Ltd. Registration number: Y2023980073771 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |