CN114401035A - 一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，属于卫星移动通信技术领域。本发明包括：对馈电通道总数、系统启动时馈电通道激活列表、信关站处理资源池规模进行规划；信关站池化设备、信关站池化控制单元、卫星馈电设备和卫星控制单元完成初始化；当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理；业务发生变化时，星地之间协商进行馈电通道的重配置：星地之间完成馈电通道重配置过程；当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理。本发明可灵活配置处理资源，并提高系统可靠性，可应用于卫星移动通信系统的系统设计和工程建设。

Description

一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法
技术领域
本发明涉及一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，属于卫星移动通信技术领域。
背景技术
在传统卫星通信技术领域，处理设备的池化已经相对成熟，尤其是基带处理设备，当一个站内需要大量部署时，池化是最好的选择。但是，传统基带池化只是限于信关站内基带设备之间，其调度也是根据信关站的处理需求来选择空闲的基带处理资源，不会和卫星的馈电通道调度协同工作，无法满足系统在业务区域性分布不均时的馈电通道快速调整需求。
随着低轨卫星移动通信系统的发展，每个信关站可以同时可视十几颗甚至几十颗卫星，每颗卫星对应一套星地传输设备，包括天线、射频通道设备、基带处理设备，所以天线和射频通道设备也需要进行池化设计，传统只有基带设备进行池化的技术已经无法满足低轨卫星移动通信系统的发展需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，能够满足一个信关站内多星落地并需要处理资源根据业务量时间和地域灵活部署的场景需求。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，包括以下步骤：
（1）对馈电通道总数、系统启动时馈电通道激活列表、信关站处理资源池规模进行规划，将规划参数配置到信关站池化设备、信关站池化控制单元、卫星馈电设备和卫星控制单元；
（2）根据配置参数，信关站池化设备、信关站池化控制单元、卫星馈电设备和卫星控制单元完成初始化；
（3）系统进入运行状态，当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理；
（4）业务发生变化时，星地之间协商进行馈电通道的重配置：信关站检测到业务变化或规划发生变化时，信关站池化控制单元发起星地协商馈电通道重配置请求；卫星检测到业务变化并需要调整馈电时，卫星发起星地协商馈电通道重配置请求；
（5）星地之间通过“请求-应答”消息模式完成馈电通道重配置过程，信关站池化控制单元配置信关站池化设备，卫星控制单元配置卫星馈电设备；
（6）系统根据重配置参数继续运行，当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理，直到业务发生变化时，进入步骤（4）。
进一步的，信关站处理资源池包括天线射频处理资源池和基带处理资源池。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明将天线与射频通道也看做处理资源，进行池化设计，实现了一个信关站内多星落地的射频前端池化。
2、本发明实现了信关站和卫星馈电通道的协同调度，可满足基带处理设备根据业务量时间和地域灵活部署的场景需求。
附图说明
图1是本发明实施例的应用场景示意图。
图2是本发明实施例的实现原理图。
图3是本发明实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对具体实施方式做进一步的详细说明。
一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，包括以下步骤：
（1）对馈电通道总数、系统启动时馈电通道激活列表、信关站处理资源池规模进行规划，将规划参数配置到信关站池化设备、信关站池化控制单元、卫星馈电设备和卫星控制单元；
（2）根据配置参数，信关站池化设备、信关站池化控制单元、卫星馈电设备和卫星控制单元完成初始化；
（3）系统进入运行状态，当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理；
（4）业务发生变化时，星地之间协商进行馈电通道的重配置：信关站检测到业务变化或规划发生变化时，信关站池化控制单元发起星地协商馈电通道重配置请求；卫星检测到业务变化并需要调整馈电时，卫星发起星地协商馈电通道重配置请求；
（5）星地之间通过“请求-应答”消息模式完成馈电通道重配置过程，信关站池化控制单元配置信关站池化设备，卫星控制单元配置卫星馈电设备；
（6）系统根据重配置参数继续运行，当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理，直到业务发生变化时，进入步骤（4）。
进一步的，信关站处理资源池分为天线射频处理资源池和基带处理资源池，两种处理资源池并行接收信关站控制单元的池化调度；天线射频处理资源池和基带处理资源池之间利用交换矩阵进行偶联。
该方法可基于以下装置实现：该装置包括卫星控制单元、卫星馈电设备、信关站池化控制单元、信关站池化处理模块；其中：
卫星控制单元负责星上配置参数处理和池化通信流程控制；卫星控制单元从测控通道收的配置参数后，将配置参数发送给卫星馈电设备；卫星控制单元根据运行过程中业务变化情况，产生池化控制参数，发送给卫星馈电设备；
卫星馈电设备负责执行馈电链路星上设备启动和信号收发；卫星馈电设备接收到卫星控制单元的配置参数后，根据参数启动相应数量的馈电通道并进行馈电信号收发；
信关站池化控制单元负责信关站池化设备的参数配置和池化通信流程控制；信关站池化控制单元根据初始化配置参数和运行过程中业务变化情况，产生池化控制参数，发送给信关站池化处理模块；
信关站池化处理模块负责执行馈电链路信关站设备启动和基带数据处理；信关站池化处理模块接收到信关站池化控制单元的配置参数后，根据参数进行相应馈电通道的基带数据处理。
以下为一个更具体的例子：
如图1所示，整个应用场景分为卫星终端、卫星、信关站三个部分。卫星可以是一颗，也可以是多颗组成的星座。卫星载荷具备协议处理和通信控制能力，卫星上用户侧空口协议处理和馈电侧数据传输解耦。信关站由天线射频部分和基带部分组成，每个信关站可以接收多颗卫星的馈电信号。卫星终端包括天线部分和主机部分，通过用户侧空口无线链路直接与卫星对接。
信关站处理资源资源池的调度主要涉及信关站设备和卫星。信关站内每副天线对应一颗卫星，每副天线后面连接多套基带处理设备，每套基带处理设备对应一条馈电通道。每颗卫星具备多条馈电通道，用于传输卫星业务数据。
如图2所示，该方法可基于信关站处理资源池装置实现，该装置包括卫星控制单元、卫星馈电设备、信关站池化控制单元、信关站池化处理模块，其中：
卫星控制单元部署于卫星上，采用CPU架构的处理板卡实现其软件功能。该模块主要负责星上配置参数处理和池化通信流程控制，与卫星馈电设备之间有直接接口；
卫星馈电设备部署于卫星上，采用专用信号处理器件组成的处理板卡实现馈电信号收发和处理功能。该模块负责执行馈电链路星上设备启动、信号收发和数据处理，与卫星控制单元有直接接口，并受卫星控制单元的控制；
信关站池化控制单元部署于地面，采用通用服务器实现其软件功能。该模块负责信关站池化设备的参数配置和池化通信流程控制，与信关站池化处理模块有直接接口，接口采用以太网传输协议来传输上层控制消息和配置参数；
信关站池化处理模块部署于地面，采用专用信号处理器件组成的处理板卡实现馈电基带数据处理功能。该模块模块负责执行馈电链路信关站设备启动和基带数据处理，与信关站池化控制单元有直接接口，并接受信关站池化控制单元的控制；
信关站池化处理模块又细分为天线射频处理资源池和基带处理资源池两部分，两部分既有直接的物理接口，又在逻辑配置上进行解耦，天线射频处理和基带处理的对应关系在信关站池化控制单元的控制下动态配置和动态绑定。
如图3所示，以从处理资源池初始化开始到星地通信业务正常运行的过程为例，基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，具体包括以下步骤：
（1）卫星控制单元收到外部指令后，发送配置参数到卫星馈电设备，配置参数中包括但不限于馈电频点、通道个数、通道启动使能、天线指向等；
（2）信关站池化控制单元收到外部指令后，发送配置参数到信关站池化处理模块，配置参数中包括但不限于馈电频点、馈电天线指向、天线射频设备ID、基带处理设备ID、基带调制解调方式、基带编码解码方式等；
（3）卫星馈电设备与信关站池化处理模块之间的互相发送业务数据；
（4）在业务状态发生变化后，卫星控制单元发送重配置参数到卫星馈电设备，重配置参数中包括但不限于增加或减少的馈电频点、通道个数、通道启动使能、天线指向等；
（5）在业务状态发生变化后，信关站池化控制单元发送重配置参数到信关站池化处理模块，重配置参数中包括但不限于增加或减少的馈电频点、馈电天线指向、天线射频设备ID、基带处理设备ID、基带调制解调方式、基带编码解码方式等；
（6）卫星馈电设备与信关站池化处理模块之间在新的配置参数下互相发送业务数据。
本发明用于在卫星具备载荷处理能力和网络侧接入网协议搬移到星上处理时，处理信关站处理资源池化后的星地协调调度。利用本方法可以达到灵活配置处理资源和提高系统可靠性，同时节省系统投资成本的目的和效果。本发明可应用于卫星移动通信系统的系统设计和工程建设。
总之，本发明可以灵活配置处理资源，提高系统可靠性，同时节省系统投资成本，可应用于卫星移动通信系统的系统设计和工程建设。

Claims (2)

1.一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）对馈电通道总数、系统启动时馈电通道激活列表、信关站处理资源池规模进行规划，将规划参数配置到信关站池化设备、信关站池化控制单元、卫星馈电设备和卫星控制单元；
（2）根据配置参数，信关站池化设备、信关站池化控制单元、卫星馈电设备和卫星控制单元完成初始化；
（3）系统进入运行状态，当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理；
（4）业务发生变化时，星地之间协商进行馈电通道的重配置：信关站检测到业务变化或规划发生变化时，信关站池化控制单元发起星地协商馈电通道重配置请求；卫星检测到业务变化并需要调整馈电时，卫星发起星地协商馈电通道重配置请求；
（5）星地之间通过“请求-应答”消息模式完成馈电通道重配置过程，信关站池化控制单元配置信关站池化设备，卫星控制单元配置卫星馈电设备；
（6）系统根据重配置参数继续运行，当卫星进入可视区后，信关站池化控制单元选择和配置信关站池化设备进行卫星跟踪和信号处理，直到业务发生变化时，进入步骤（4）。
2.根据权利要求1所述的一种基于星上处理的信关站处理资源池调度方法，其特征在于，信关站处理资源池包括天线射频处理资源池和基带处理资源池。
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