CN115664508A - 一种卫星通信收发方法、装置及其介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种卫星通信收发方法、装置及其介质,涉及卫星通信技术领域,用于实现终端设备与卫星之间的通信,针对目前卫星通信在进行搜星时功耗过高的问题,提供了一种卫星通信收发方法,通过卫星星座的星历信息,从而确定各个卫星的运行轨道,进而可确定各卫星对终端设备而言是否可见。在进行卫星通信尤其是终端设备向卫星发送数据时,仅对可见的卫星进行搜星,搜索是否有可用卫星,无需对星座内的所有卫星进行搜星,大大减少了搜星时间,从而减少功耗,有利于卫星终端设备的小型化,以及向手机端应用的发展。
Description
技术领域
本申请涉及卫星通信技术领域,特别是涉及一种卫星通信收发方法、装置及其介质。
背景技术
卫星根据其轨道高度可分为三类:高轨卫星、中轨卫星和低轨卫星。低轨卫星由于离地球表面近,因此其通信系统具有低延时、低损耗和低发射功率等优势,被广泛应用于各个领域。通过将多颗低轨卫星组网,可实现全球覆盖,即时通讯。
终端设备在通过卫星通信收发信机和卫星通信时,收发信机首先需要搜星,搜索可以与终端建立通信连接的卫星。但是,由于整个低轨卫星星座少则包括几十颗卫星,多则成千上万,如果一颗一颗地进行搜星,则每次通信过程都需要很长的搜星时间,造成大量电能的损耗,这对于卫星通信终端的小型化以及向手机端的应用都是不友好的。
所以,现在本领域的技术人员亟需要一种卫星通信收发方法,解决目前卫星通信在进行搜星时功耗过高从而不利于卫星终端小型化以及向手机端应用的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种卫星通信收发方法、装置及其介质,以解决目前卫星通信在进行搜星时功耗过高从而不利于卫星终端小型化以及向手机端应用的问题。
为解决上述技术问题,本申请提供一种卫星通信收发方法,包括:
获取星座的星历信息;
根据星历信息确定各卫星的当前位置信息;
根据当前位置信息确定各卫星的信号覆盖半径,并根据信号覆盖半径判断各卫星是否可见;
对可见的卫星进行搜星,直至搜索到可用卫星。
优选的,根据当前位置信息确定各卫星的信号覆盖半径包括:
根据当前位置信息,由第一公式和第二公式确定各卫星的信号覆盖半径;
其中,第一公式为:
第二公式为:
为以地心为端点、终端设备与卫星的夹角,为地球半径,为卫星轨道高度,为卫星对终端设备的仰角,为卫星的波束半张角,为反三角函数的反余弦函数,为余弦函数,为反三角函数的反正弦函数,为正弦函数,为信号覆盖半径。
优选的,还包括:
获取各卫星的运行角速度和信号链路质量;
根据运行角速度和夹角确定各卫星的最大通信时长;根据信号覆盖半径确定各卫星的可见路径;
根据各当前位置信息、最大通信时长、以及可见路径确定各卫星的可通信时长;
根据当前剩余通信时长与各卫星的可通信时长和信号链路质量,确定卫星切换策略。
优选的,根据运行角速度和夹角确定各卫星的最大通信时长包括:
根据运行角速度和夹角,由第三公式确定各卫星的最大通信时长;
其中,第三公式为:
优选的,根据各当前位置信息、最大通信时长、以及可见路径确定各卫星的可通信时长包括:
根据各当前位置信息、最大通信时长、以及可见路径,由第四公式确定各卫星的可通信时长;
第四公式为:
优选的,根据当前剩余通信时长与各卫星的可通信时长和信号链路质量,确定卫星切换策略包括:
选取可通信时长总和大于或等于剩余通信时长的任意颗卫星作为一组待切换卫星,获取任意数量组待切换卫星;
对于各组待切换卫星,以包含卫星数量最少为第一优先级、以信号链路质量最高为第二优先级,确定一组待切换卫星作为卫星切换策略。
优选的,本方法还包括:
当接收到数据发送请求时,根据数据的业务类型判断数据是否为实时数据;
若数据不为实时数据,则根据星历信息确定卫星距终端设备最近时刻;
在最近时刻发送数据。
优选的,本方法还包括:
根据星历信息确定无可见卫星的时间段作为休眠时间段;
在休眠时间段内,关闭接收电路和发送电路的电源。
优选的,本方法还包括:
对在休眠时间段内接收到的数据发送请求或数据接收请求进行存储,待休眠时间段结束后进行处理。
优选的,对终端设备可见的卫星进行搜星包括:
根据位置信息确定各卫星与终端设备之间的距离;
根据距离以先小后大的顺序进行搜星。
优选的,还包括:
若星历信息过期,则对星座内全部卫星进行搜星。
为解决上述技术问题,本申请还提供一种卫星通信收发装置,包括:
星历获取模块,用于获取星座的星历信息;
位置确定模块,用于根据星历信息确定各卫星的当前位置信息;
可见判断模块,用于根据当前位置信息确定各卫星的信号覆盖半径,并根据信号覆盖半径判断各卫星是否可见;
第一搜星模块,用于对可见的卫星进行搜星,直至搜索到可用卫星。
优选的,上述卫星通信收发装置还包括:
卫星切换模块,用于获取各卫星的运行角速度和信号链路质量;根据运行角速度和夹角确定各卫星的最大通信时长;根据信号覆盖半径确定各卫星的可见路径;根据各当前位置信息、最大通信时长、以及可见路径确定各卫星的可通信时长;根据当前剩余通信时长与各卫星的可通信时长和信号链路质量,确定卫星切换策略。
延迟发送模块,用于当接收到数据发送请求时,根据数据的业务类型判断数据是否为实时数据;若数据不为实时数据,则根据星历信息确定卫星距终端设备最近时刻;在最近时刻发送数据。
休眠模块,用于根据星历信息确定无可见卫星的时间段作为休眠时间段;在休眠时间段内,关闭接收电路和发送电路的电源。
延迟响应模块,用于对在休眠时间段内接收到的数据发送请求或数据接收请求进行存储,待休眠时间段结束后进行处理。
第二搜星模块,用于若星历信息过期,则对星座内全部卫星进行搜星。
为解决上述技术问题,本申请还提供一种卫星通信收发装置,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行计算机程序时实现如上述的卫星通信收发方法的步骤。
为解决上述技术问题,本申请还提供一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述的卫星通信收发方法的步骤。
本申请提供的一种卫星通信收发方法,通过卫星星座的星历信息,从而确定各个卫星的运行轨道,进而可确定各卫星对终端设备而言是否可见。在进行卫星通信尤其是终端设备向卫星发送数据时,仅对可见的卫星进行搜星,搜索是否有可用卫星,无需对星座内的所有卫星进行搜星,大大减少了搜星时间,从而减少功耗,有利于卫星终端设备的小型化,以及向手机端应用的发展。
本申请提供的卫星通信收发装置、及计算机可读存储介质,与上述方法对应,效果同上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种卫星通信收发方法的流程图;
图2为本发明提供的一种信号覆盖半径确定示意图图;
图3为本发明提供的一种可见范围确定示意图图;
图4为本发明提供的一种数据发送切换方法的流程图;
图5为本发明提供的一种数据延迟发送方法的流程图;
图6为本发明提供的一种终端设备休眠方法的流程图;
图7为本发明提供的一种卫星通信收发装置的结构图;
图8为本发明提供的另一种卫星通信收发装置的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下,所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护范围。
本申请的核心是提供一种卫星通信收发方法、装置及其介质。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。
卫星根据其轨道高度可分为三类:高轨卫星、中轨卫星和低轨卫星。低轨卫星由于离地球表面近,因此其通信系统具有低延时、低损耗和低发射功率等优势,被广泛应用于各个领域。通过将多颗低轨卫星组网,可实现全球覆盖,即时通讯。
终端设备通过卫星通信收发信机和卫星通信。收发信机在工作时首先需要进行搜星,而低轨卫星星座少则几十颗卫星多则成千上万,如果一颗一颗搜,需要很长时间,从而消耗大量电能,这对于卫星通信终端小型化及应用到手机上不友好的。
为解决上述问题,本申请提供一种卫星通信收发方法,如图1所示,包括:
S11:获取星座的星历信息。
星历是指在全球定位系统(Global Positioning System,GPS)测量中,天体运行随时间而变的精确位置或轨迹表,它是时间的函数,为一种用于描述太空飞行体位置和速度的表达式,又称为两行轨道数据(TLE,Two-Line Orbital Element),卫星星历通过开普勒定律的6个轨道参数之间的数学关系确定飞行体的时间、坐标、方位、速度等各项参数,具有极高的精度。
对于星历信息的获取,可通过人工录入等方式实现,于现有的卫星应用领域中,存在定期对星座各卫星的轨道进行观测进而确定星座星历信息的应用。
S12:根据星历信息确定各卫星的当前位置信息。
由于星历本身就是用于确定、预测卫星时间、坐标、方位、速度等各项参数的信息,故在获取到星历信息后如何确定各卫星的当前位置信息是本领域技术人员所熟知的,本实施例在此不做赘述。
S13:根据当前位置信息确定各卫星的信号覆盖半径,并根据信号覆盖半径判断各卫星是否可见。
容易知道的是,上述的卫星的信号覆盖半径即卫星信号覆盖范围(satellitecoverage)的半径,由于卫星信号覆盖范围通常都是以圆的形式表示,故通常也用半径表示卫星信号覆盖范围的大小。
优选的,步骤S13具体可以包括:
根据当前位置信息,由第一公式和第二公式确定各卫星的信号覆盖半径。
其中,第一公式为:
第二公式为:
如图2所示,为以地心为端点、终端设备与卫星的夹角;为地球半径,约为6378km;为卫星轨道高度;为卫星对终端设备的仰角;为卫星的波束半张角;为反三角函数的反余弦函数;为余弦函数;为反三角函数的反正弦函数;为正弦函数;为信号覆盖半径。
当根据步骤S13确定卫星轨道信号覆盖半径后,以终端设备为圆心,以轨道信号覆盖半径为半径画圆,即可确定当前卫星的可见范围,如图3所示。当图3的圆确定后,可通过卫星当前的星下点是否落在圆内简单地判断出当前卫星对于终端设备是否可见,若落在圆内(包括落在圆上)则可见,若落在圆外则不可见。
同理,每一个卫星在确定对应的轨道信号覆盖半径后,都可如图3所示的确定一个当前卫星可见范围的圆,通过同样的方法即可确定其对终端设备是否可见,直至确定整个星座中对终端设备可见的所有卫星。
S14:对可见的卫星进行搜星,直至搜索到可用卫星。
通过上述步骤确定的可见卫星进行搜星,直至搜索到可以建立通信连接的可用卫星,以进行后续的数据收发。
进一步的,由于卫星距离终端设备越远时,为了保证通行正常、稳定,通常需要以更大的发射功率进行数据通信,功率按瓦计;而当卫星距离终端设备越近时,相应的信号传输衰减越小,星上接收天线增益也越大,此时可减少发射功率,同样可以达到相近的通信效果,但对于电量的消耗则减小了。
所以,在根据星历信息确定星座各卫星的位置后,一种优选的实施方案为:
S141:根据位置信息确定各卫星与终端设备之间的距离。
S142:根据距离以先小后大的顺序进行搜星。
通过上述优选的搜星顺序进行搜星时,最先确定的可用卫星总是剩余卫星中相距终端设备最近的卫星,通过该卫星进行终端设备与卫星之间的通信可以在保证通信效果的同时令发射功率最小,从而减少终端设备的功耗。
此外,由上述实施例可知,星历通常是经过对卫星运行的监测后得到的反映卫星运动情况的时间函数,由于卫星在天空中的运行轨迹并不总是确定的,所以星历通常也需要一定时间进行更新,所以,星历信息如果长时间不做更新会出现过期的情况。
基于此,如图1所示,本实施例还提供一种优选的实施方案,上述方法还包括:
S15:若星历信息过期,则对星座内全部卫星进行搜星。
由于星历信息具有时效性,所以在星历信息的录入时,通常也会配置有当前星历的有效时间,每当需要使用星历信息时,仅需简单地比对当前时间是否已经过了星历信息的有效时间,即可判断出当前星历信息是否过期。若星历信息过期,则根据过期星历确定的可见卫星也不再准确,所以此时应对星座内的全部卫星进行搜星,以保证卫星通信的正常进行。
本申请所提供的一种卫星通信收发方法,通过星座的星历信息,从而可以确定星座内各个卫星的位置。进一步的,确定各卫星对终端设备是否可见,若不可见,则说明该卫星不能与终端设备进行通信,再进行搜星也是浪费电能。故本申请所提供的一种卫星通信收发方法仅对可见卫星进行搜星,减少了每次进行终端设备与卫星通信时的搜星范围,也就减少了每次搜星所需的时长,从而实现减少功耗的效果,可以使终端设备在相同续航时间下使用更小的电源,有利于终端设备的小型化,也有利于实现终端设备向手机端移植的发展趋势,更好地满足了实际卫星通信需求。
还需要进行说明的是,由于低轨卫星距离地面较近,绕地球一周时间比较短,约2-4小时。对于终端设备而言,每颗卫星的入境时间(即可见的时间)可能只有10分钟左右,收发信机长时间连续通信时,便需要在不同的卫星间进行切换。由于每次连接卫星时都需要注册(给卫星发送用户身份认证等),所以频繁切换会额外消耗电能,同样不利于终端设备的小型化。
基于上述问题的出现,如图4所示,本实施例提供一种优选的实施方案,上述方法还包括:
S21:获取各卫星的运行角速度和信号链路质量。
具体的,对于各卫星的运行角速度,可由下述公式进行计算:
S22:根据运行角速度和夹角确定各卫星的最大通信时长,根据信号覆盖半径确定各卫星的可见路径。
如图3所示,根据不同时刻卫星的星下点,可以确定出一条星下点轨迹,星下点轨迹被上述步骤确定的圆覆盖的部分也即卫星的可见路径,如图3中虚线所示。
关于最大通信时长的确定方法,本实施例提供一种可能的实施方案:
根据运行角速度和夹角,由第三公式确定各卫星的最大通信时长。
其中,第三公式为:
S23:根据各当前位置信息、最大通信时长、以及可见路径确定各卫星的可通信时长。
本实施例也提供一种优选的可通信时长的确定方案为:
根据各当前位置信息、最大通信时长、以及可见路径,由第四公式确定各卫星的可通信时长;
第四公式为:
S24:根据当前剩余通信时长与各卫星的可通信时长和信号链路质量,确定卫星切换策略。
综合考虑当前剩余的通信时长,以及各个可见卫星的可通信时长和信号链路质量,确定下一个需切换通信的卫星,直至完成数据通信,即为一次卫星切换策略确定。
由上述可知,每当进行一次卫星切换时,都会带来不必要的功耗,且每次切换时也对数据能否成功传输带来一定的考验,一般情况下,能不进行或越少地进行卫星切换是技术人员所期望的。同理,为保证通信的可靠性,在选择下一切换卫星时,也倾向于选择信号链路质量更高的卫星。
由上述的两个期望条件,综合进行考虑,选取何时的卫星切换策略以进行数据发送,从而减少功耗。
此外,本实施例还提供一种卫星切换策略确定的优选方案,包括:
S241:选取可通信时长总和大于或等于剩余通信时长的任意颗卫星作为一组待切换卫星,获取任意数量组待切换卫星。
在确定卫星切换策略时,首先且必须要满足的条件即为各个卫星的可通信时长之和应大于或等于当前剩余通信时长,以保证数据的完全发送。
并且,基于上述实施例所提供的优选方案,在成组选取待切换卫星时,在每次进行切换时,切换的卫星应选取当时对终端设备可见的卫星。也即,在选取待切换卫星时,不是保证各个卫星都在当前时刻对终端设备可见,而是在其进行切换时对终端设备可见。
需要说明的是,一组待切换卫星可以仅包含一个卫星,也即仅需切换一个卫星即可满足剩余的通信时长需求。
S242:对于各组待切换卫星,以包含卫星数量最少为第一优先级、以信号链路质量最高为第二优先级,确定一组待切换卫星作为卫星切换策略。
当通过步骤S241确定出任意数量组的待切换卫星时,即可对这些组待切换卫星进行优选,择优选取最终一组待切换卫星作为卫星切换策略。
在本实施例中,以切换卫星的次数最少为第一优先级也即最高的优先级,也即包含卫星数量越少的一组待切换卫星越满足需要;进一步的,当同时存在多组待切换卫星数量相同且为最少时,则通过优选选取信号链路质量高的卫星作为第二优先级进行选取,以最终确定一组待切换卫星作为卫星切换策略。具体的,若最终确定的一组待切换卫星仅包含一个卫星,则卫星切换策略为该卫星是下一个切换进行通信的卫星;若包含多个卫星,则卫星切换策略还应包括各个卫星的切换顺序。
需要说明的是,在本优选方案中,第一优先级和第二优先级仅为区分最少的切换次数以及最高的信号链路质量这两个优选条件优先级的分级,第一优先级的优先级高于第二优先级,在实际使用中,可以根据实际需要采取更多的优选策略,也可以有更多的优先级分级,本实施例对此不做限制。同样的,对于包含多个卫星的信号链路质量比较,最简单的即为比较平均质量,当然也可以根据实际需要使用其他比较方式,本实施例同样对此不做限制。
此外,由上述容易知道的是,本实施例所提供的优选方案是在终端设备发现的第一个可用卫星的通信时长不足以支持更长时间的数据传输所需时长时,为继续完成数据传输而选择更符合实际需要的下一个卫星的方案,也即,本实施例是针对于一次终端设备向卫星发送数据的过程中,第二个及后续卫星的选取。对于第一个可用卫星,是通过上述方法搜星搜索出来的第一个可用卫星,其目的是为了尽快开始数据传输,以保证通信的及时性。但是,若当前数据发送请求对及时性要求不高或者无要求,也可以通过上述优选方案选取最优的通信用卫星(也即第一个可用卫星)。
本实施例所提供的一种优选方案,提供一种卫星切换策略的确定方案,通过各卫星的运行角速度和信号链路质量确定下一个切换的卫星,使得整个数据发送过程进行卫星切换的次数最小、所用于进行通信的卫星的信号链路质量最高,在保证最好的通信质量的情况下,也进一步的降低功耗,更有利于终端设备小型化的实现。
由上述实施例可知,当卫星距离终端设备越近时,其所需的发射功率越低,一定程度上减少了功耗。所以,本实施例利用上述原理,提供一种优选的实施方案,如图5所示,上述方法还包括:
S31:当接收到数据发送请求时,根据数据的业务类型判断数据是否为实时数据,若否,则转至步骤S32。
S32:根据星历信息确定卫星距终端设备最近时刻。
由上述实施例,在对可见卫星进行搜星时,可以确定唯一的可用卫星,在以距离由近及远进行搜索的优选搜星方案中,确定的可用卫星更是当前距离终端设备距离最近的卫星,以在最小的发射功率下仍能保证数据的顺利发送,节省功耗。
但是,当前确定的距离最近的可用卫星不代表该卫星不可以更靠近终端设备,也即进一步缩短与终端设备之间的距离。在某一可能的应用场景中,通过上述方法确定的可用卫星正朝靠近终端设备的方向移动,根据星历信息,确定该卫星距离终端设备达到最近距离的时刻,即为上述的最近时刻。
S33:在最近时刻发送数据。
数据根据业务类型,可分为实时数据和非实时数据两类,但不限制于数据仅有这两类,由于实时数据对数据传输的及时性要求较高,所以仅为了节省一部分功耗去进行数据的延迟发送得不偿失。故上述优选方案在延迟前先对数据是否为实时数据进行判断,若不为实时数据则可通过后续的步骤实现功耗的减少,若为实时数据,则正常发送即可,无需因为减少的部分功耗影响数据的及时性。
还需要说明的是,上述在确定最近时刻时,是以搜星最早搜索到的可用卫星进行确定的。但是,在一种可能的实施方案中,当前确定的可用卫星是朝远离终端设备的方向进行移动的,而另一未进行搜星的卫星(即当前距终端设备的距离比确定的可用卫星远)可能正朝接近终端设备的方向移动,当移动到最近处,可能距离还要近于确定的可用卫星。所以在另一种实施方案中,确定最近时刻时也可以将当前终端设备的所有可见卫星纳入考虑范围,进行最近时刻的确定。
但是这部分额外带来的搜星时间以及确定最近时刻的时间,可能也会造成一定的额外功耗,所以关于上述最近时刻确定的方案,可根据实际情况自由选择实施。
进一步的,虽然非实时数据对及时性的要求不高,但也不能无限制的延迟下去。当仅从可用卫星的运行轨道确定最近时刻时,由低轨卫星运行角速度较快的特性可知,数据延迟发送的时间不会非常长,相对不容易出现问题。
但是,若是对终端设备当前全部可见卫星作为确定最近时刻的范围时,延迟时间的长短就无法保证,在极端情况下,可能出现延迟时间较长导致产生一定问题的情况出现。所以,此时可通过设置阈值的形式解决上述问题,设置一个延迟阈值,若数据发送的延迟时间大于延迟阈值,则不进行延迟直接发送,避免因为节省部分功耗导致出现其他更严重的问题。
本实施例所提供的一种优选方案,实际上相当于一种发送数据策略,当终端设备需要向卫星发送数据时,先对数据的及时性做出判断,也即根据数据的业务类型确定当前数据是否为实时数据;若不为实时数据,则数据对及时性的要求不高,可以进行一定的延迟进行发送,以减少发射功率,从而进一步减少功耗。
低轨卫星星座由多轨卫星组成,整个网络建设可能需要数年时间,在整个网络建成之前并不能保证在全球范围内每时每刻都有卫星可用。如果在没有卫星入境时(终端设备所在地区没有卫星信号),收发信机即使一直进行搜星也无法搜索到可用的卫星,白白浪费电能。
基于此,如图6所示,本实施例还提供一种优选的实施方案,上述方法还包括:
S41:根据星历信息确定无可见卫星的时间段作为休眠时间段。
S42:在休眠时间段内,关闭接收电路和发送电路的电源。
由于休眠时间段无可见卫星,所以即使终端设备接收到通信请求,也无法进行数据传输,故关闭收发电路,以进一步节省功耗。
同样的,若在终端设备休眠期间还是接收到数据传输请求,本实施例提供一种优选的实施方案,上述方法还包括:
S43:对在休眠时间段内接收到的数据发送请求或数据接收请求进行存储,待休眠时间段结束后进行处理。
对在终端设备处于休眠期间接收到的数据传输请求(数据发送请求或数据接收请求),由于此时由于上述优选方案已经关闭了接收电路和发送电路的电源,所以对于数据传输请求无法响应。因此,为避免请求直接被忽视,本实施例将请求进行存储,当终端设备退出休眠恢复数据收发功能时,重新响应数据传输请求,保证数据传输的可靠性。
本实施例所提供的一种优选方案,通过确定无可见卫星的时间段令接收电路和发送电路的电源关闭,也即使终端设备进入休眠模式以节省功耗。并且,对于终端设备在休眠期间接收到的数据传输请求,也先进行存储以避免请求丢失,待终端设备退出休眠后再进行响应,既节省了功耗,又不会导致数据传输请求丢失,更好地适应于实际卫星通信的需要。
在上述实施例中,对于一种卫星通信收发方法进行了详细描述,本申请还提供一种卫星通信收发装置对应的实施例。需要说明的是,本申请从两个角度对装置部分的实施例进行描述,一种是基于功能模块的角度,另一种是基于硬件的角度。
基于功能模块的角度,如图7所示,本实施例提供一种卫星通信收发装置,包括:
星历获取模块51,用于获取星座的星历信息;
位置确定模块52,用于根据星历信息确定各卫星的当前位置信息;
可见判断模块53,用于根据当前位置信息确定各卫星的信号覆盖半径,并根据信号覆盖半径判断各卫星是否可见;
第一搜星模块54,用于对可见的卫星进行搜星,直至搜索到可用卫星。
优选的,上述卫星通信收发装置还包括:
卫星切换模块,用于获取各卫星的运行角速度和信号链路质量;根据运行角速度和夹角确定各卫星的最大通信时长;根据信号覆盖半径确定各卫星的可见路径;根据各当前位置信息、最大通信时长、以及可见路径确定各卫星的可通信时长;根据当前剩余通信时长与各卫星的可通信时长和信号链路质量,确定卫星切换策略。
延迟发送模块,用于当接收到数据发送请求时,根据数据的业务类型判断数据是否为实时数据;若数据不为实时数据,则根据星历信息确定卫星距终端设备最近时刻;在最近时刻发送数据。
休眠模块,用于根据星历信息确定无可见卫星的时间段作为休眠时间段;在休眠时间段内,关闭接收电路和发送电路的电源。
延迟响应模块,用于对在休眠时间段内接收到的数据发送请求或数据接收请求进行存储,待休眠时间段结束后进行处理。
第二搜星模块,用于若星历信息过期,则对星座内全部卫星进行搜星。
由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应,因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述,这里暂不赘述。
本实施例所提供的一种卫星通信收发装置,通过星历获取模块获取星座的星历信息,从而可以通过位置确定模块确定星座内各个卫星的位置。进一步的,由课件判断模块确定各卫星对终端设备是否可见,若不可见,则说明该卫星不能与终端设备进行通信,再通过第一搜星模块进行搜星也是浪费电能。故本实施例所提供的一种卫星通信收发装置仅对可见卫星进行搜星,减少了每次进行终端设备与卫星通信时的搜星范围,也就减少了每次搜星所需的时长,从而实现减少功耗的效果,可以使终端设备在相同续航时间下使用更小的电源,有利于终端设备的小型化,也有利于实现终端设备向手机端移植的发展趋势,更好地满足了实际卫星通信需求。
图8为本申请另一实施例提供的一种卫星通信收发装置的结构图,如图8所示,一种卫星通信收发装置包括:存储器60,用于存储计算机程序;
处理器61,用于执行计算机程序时实现如上述实施例一种卫星通信收发方法的步骤。
本实施例提供的一种卫星通信收发装置可以为上述与卫星通信的终端设备,或其他用于控制终端设备以及卫星通信收发信机的控制设备。
其中,处理器61可以包括一个或多个处理核心,比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器61可以采用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray,PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器61也可以包括主处理器和协处理器,主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器,也称中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU);协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中,处理器61可以集成有图像处理器(Graphics Processing Unit,GPU),GPU用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中,处理器61还可以包括人工智能(Artificial Intelligence,AI)处理器,该AI处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
存储器60可以包括一个或多个计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器60还可包括高速随机存取存储器,以及非易失性存储器,比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。本实施例中,存储器60至少用于存储以下计算机程序601,其中,该计算机程序被处理器61加载并执行之后,能够实现前述任一实施例公开的一种卫星通信收发方法的相关步骤。另外,存储器60所存储的资源还可以包括操作系统602和数据603等,存储方式可以是短暂存储或者永久存储。其中,操作系统602可以包括Windows、Unix、Linux等。数据603可以包括但不限于一种卫星通信收发方法等。
在一些实施例中,一种卫星通信收发装置还可包括有显示屏62、输入输出接口63、通信接口64、电源65以及通信总线66。
本领域技术人员可以理解,图8中示出的结构并不构成对一种卫星通信收发装置的限定,可以包括比图示更多或更少的组件。
本申请实施例提供的一种卫星通信收发装置,包括存储器和处理器,处理器在执行存储器存储的程序时,能够实现如下方法:一种卫星通信收发方法。
本实施例所提供的一种卫星通信收发装置,通过处理器执行保存在存储器中的计算机程序,以通过星座的星历信息确定星座内各个卫星的位置。进一步的,根据卫星的位置和终端设备的位置可以确定各卫星对终端设备是否可见,若不可见,则说明该卫星不能与终端设备进行通信,无需浪费电能对其进行搜星,也即,本实施例的卫星通信收发装置仅对可见卫星进行搜星,减少了每次进行终端设备与卫星通信时的搜星范围,也就减少了每次搜星所需的时长,从而实现减少功耗的效果,可以使终端设备在相同续航时间下使用更小的电源,有利于终端设备的小型化,也有利于实现终端设备向手机端移植的发展趋势,更好地满足了实际卫星通信需求。
最后,本申请还提供一种计算机可读存储介质对应的实施例。计算机可读存储介质上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如上述方法实施例中记载的步骤。
可以理解的是,如果上述实施例中的方法以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本实施例所提供的一种计算机可读取存储介质,当其中存储的计算机程序被执行时,可以通过星座的星历信息确定星座内各个卫星的位置。进一步的,根据卫星的位置和终端设备的位置可以确定各卫星对终端设备是否可见,若不可见,则说明该卫星不能与终端设备进行通信,无需浪费电能对其进行搜星,也即,本实施例的卫星通信收发装置仅对可见卫星进行搜星,减少了每次进行终端设备与卫星通信时的搜星范围,也就减少了每次搜星所需的时长,从而实现减少功耗的效果,可以使终端设备在相同续航时间下使用更小的电源,有利于终端设备的小型化,也有利于实现终端设备向手机端移植的发展趋势,更好地满足了实际卫星通信需求。
以上对本申请所提供的一种卫星通信收发方法、装置及其介质进行了详细介绍。说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以对本申请进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是,在本说明书中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
Claims (14)
1.一种卫星通信收发方法,其特征在于,包括:
获取星座的星历信息;
根据所述星历信息确定各卫星的当前位置信息;
根据所述当前位置信息确定各所述卫星的信号覆盖半径,并根据所述信号覆盖半径判断各所述卫星是否可见;
对可见的所述卫星进行搜星,直至搜索到可用卫星。
3.根据权利要求2所述的卫星通信收发方法,其特征在于,还包括:
获取各所述卫星的运行角速度和信号链路质量;
根据所述运行角速度和所述夹角确定各所述卫星的最大通信时长;根据所述信号覆盖半径确定各所述卫星的可见路径;
根据各所述当前位置信息、所述最大通信时长、以及所述可见路径确定各所述卫星的可通信时长;
根据当前剩余通信时长与各所述卫星的所述可通信时长和所述信号链路质量,确定卫星切换策略。
6.根据权利要求3所述的卫星通信收发方法,其特征在于,所述根据当前剩余通信时长与各所述卫星的所述可通信时长和所述信号链路质量,确定卫星切换策略包括:
选取所述可通信时长总和大于或等于所述剩余通信时长的任意颗所述卫星作为一组待切换卫星,获取任意数量组所述待切换卫星;
对于各组所述待切换卫星,以包含所述卫星数量最少为第一优先级、以所述信号链路质量最高为第二优先级,确定一组所述待切换卫星作为所述卫星切换策略。
7.根据权利要求1所述的卫星通信收发方法,其特征在于,本方法还包括:
当接收到数据发送请求时,根据数据的业务类型判断所述数据是否为实时数据;
若所述数据不为实时数据,则根据所述星历信息确定所述卫星距所述终端设备最近时刻;
在所述最近时刻发送所述数据。
8.根据权利要求1所述的卫星通信收发方法,其特征在于,本方法还包括:
根据所述星历信息确定无可见所述卫星的时间段作为休眠时间段;
在所述休眠时间段内,关闭接收电路和发送电路的电源。
9.根据权利要求8所述的卫星通信收发方法,其特征在于,本方法还包括:
对在所述休眠时间段内接收到的数据发送请求或数据接收请求进行存储,待所述休眠时间段结束后进行处理。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的卫星通信收发方法,其特征在于,所述对所述终端设备可见的所述卫星进行搜星包括:
根据所述位置信息确定各所述卫星与所述终端设备之间的距离;
根据所述距离以先小后大的顺序进行搜星。
11.根据权利要求1所述的卫星通信收发方法,其特征在于,还包括:
若所述星历信息过期,则对所述星座内全部所述卫星进行搜星。
12.一种卫星通信收发装置,其特征在于,包括:
星历获取模块,用于获取星座的星历信息;
位置确定模块,用于根据所述星历信息确定各卫星的当前位置信息;
可见判断模块,用于根据所述当前位置信息确定各所述卫星的信号覆盖半径,并根据所述信号覆盖半径判断各所述卫星是否可见;
第一搜星模块,用于对可见的所述卫星进行搜星,直至搜索到可用卫星。
13.一种卫星通信收发装置,其特征在于,包括:
存储器,用于存储计算机程序;
处理器,用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至11任意一项所述的卫星通信收发方法的步骤。
14.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至11任意一项所述的卫星通信收发方法的步骤。
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