CN115696447B - 一种非公开协议的vsat网终端实现主动发射的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，涉及卫星通信信号处理技术领域，包括VSAT网终端对输入的下行信号进行解调译码，并对译码帧进行时间标记；对输入的上行时分多址信号进行解调译码，并对各突发进行时间标记得到上行突发时间信息；对下行信号的译码数据进行网控信令提取，网控信令包括上行信号的频率分配表、符号速率和突发分配表；结合突发分配表和上行突发时间信息进行全网时间同步；生成待发送信息，依次进行网络层、链路层和物理层的封装；根据网控信令对封装好的数据进行发射。本发明能够实现对目标VSAT网的无线发射，从而实现了由被动接收信息到主动获取信息，信息获取手段的渠道拓宽。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信信号处理技术领域，具体的说，是一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法。
背景技术
随着异构网络融合技术的广泛应用，为了实现互联互通，各类卫星通信网开始走向融合，卫星通信网将成为未来先进通信网的重要组成部分，采用TDM (Time DivisionMultiplexing，时分复用) / TDMA (Time Division Multiple Access，时分多址）体制的VSAT（Very Small Aperture Terminal，甚小天线地球站）卫星通信系统将被越来越多地应用到商业和军事信息传递中。目前的VSAT卫星通信信号处理技术仅能够被动接收目标信号数据，对目标信息的获取具有很大的局限性，因此，迫切需要一种能够实现非公开协议的卫星VSAT网（由众多甚小天线地球站组成的卫星通信网）终端，不仅仅被动接收，而且能够实现对目标VSAT网的无线发射。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，能够实现对目标VSAT网的无线发射，从而实现了由被动接收信息到主动获取信息的信息获取手段问题。
本发明通过下述技术方案解决上述问题：
一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，包括：
步骤S10、甚小天线地球站VSAT网终端对输入的下行信号进行解调译码得到译码数据，并对译码数据的译码帧进行时间标记；
步骤S20、VSAT网终端对输入的上行时分多址TDMA信号进行解调译码，并对各突发进行时间标记，得到上行突发时间信息；
步骤S30、VSAT网终端对下行信号的译码数据进行网控信令提取，网控信令包括上行信号的频率分配表、符号速率和突发分配表；
步骤S40、VSAT网终端结合突发分配表和上行突发时间信息进行全网时间同步；
步骤S50、VSAT网终端生成待发送信息，并对待发送信息依次进行网络层、链路层和物理层的封装；
步骤S60、VSAT网终端根据网控信令对封装好的数据进行发射。
所述步骤S10具体包括：VSAT网终端根据下行信号调制方式、编码方式以及码率信息对下行信号进行解调输出软信息数据，对软信息数据进行译码得到译码数据，进行去扰和CRC校验后，根据全球卫星导航系统/北斗卫星导航系统GPS/BD时间对译码数据的译码帧标记精确时间信息，为后续时间同步做准备。
所述步骤S20具体包括：VSAT网终端根据上行信号调制方式、编码方式和码率信息对上行信号进行突发检测，检测出各突发的时间起点和时间长度，根据突发的独特字对突发数据去除相位模糊后再进行解调、译码得到突发译码数据，进行去扰和CRC校验（循环冗余校验，Cyclic Redundancy Check）后，根据GPS/BD时间对突发译码数据的译码帧标记精确时间信息，为后续时间同步做准备。
所述步骤S30具体包括：根据目标VSAT网信号规格对下行信号的译码数据分别提取频率分配表和突发分配表信息，并对各突发标注时间信息。
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、根据先验值确定出下行网控信令中给出的突发时间起点和上行实际突发出现的相对时间差值，上行实际突发出现的相对时间差值为多次测量后的统计平均值，根据突发时间起点和上行实际突发出现的相对时间差值估计突发出现时刻；
步骤42、根据估计的突发出现时刻搜索在该突发出现时刻附近的上行突发，通过模板匹配算法精确定位突发真正出现时刻相对于估计的突发出现时刻的时刻差值，并根据该时刻差值修正所述突发出现时刻，从而精确定位出突发出现时刻。
所述步骤S50具体包括：
步骤51、根据网络之间互联的协议IP（Internet Protocol）协议规则，对待发送信息进行网络层封装，得到IP包；
步骤52、根据目标网链路层协议对IP包进行拆分，并添加链路层封装头部信息，得到链路层数据；
步骤53、对链路层数据进行物理层封装，包括添加CRC校验位、信息加扰、信道编码、信号调制和添加突发独特字，得到待发射信号。
所述步骤S60具体包括：根据突发分配表的信息，预知VSAT网内各用户在未来各周期内各突发所在的时间和频率信息，根据此信息对目标用户发射待发射信号。
发射的模式包括功率覆盖式篡改发射和空闲时隙伪装发射，功率覆盖式篡改发射是通过大功率压制正常终端所分配的突发来传输发射数据，这种方式适用于系统对功率控制不严格，允许各终端有不同的发射功率的情况下；空闲时隙伪装发射是通过提前获取时隙分配表，在时隙分配表中寻找空闲时隙或者每帧的申请时隙，在空闲时隙或申请时隙中仿照正常终端发送发射数据。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明能够实现对目标VSAT网的无线发射，从而实现了由被动接收信息到主动获取信息，信息获取手段的技术提升。
（2）本发明改变了传统信号处理领域获取目标信息的手段，实现适用于目标专用的VSAT网终端，实现了主动获取目标网络内部信息，拓展了信息获取的手段，具有更高的实用价值。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为全网时间同步中的首次同步示意图；
图3为全网时间同步中的精确同步示意图；
图4为上行数据封装流程图；
图5为功率覆盖式篡改发射的示意图；
图6为空闲时隙伪装发射的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
结合图1所示，一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，包括步骤：
步骤S10、对输入的下行信号进行解调译码，并对各译码帧进行时间标记，具体包括：根据下行信号调制方式、编码方式、码率信息等首先对下行信号进行解调输出软信息数据，再对软信息数据进行译码，得到译码数据，再进行去扰和CRC校验，根据GPS/BD时间对译码数据的译码帧标记精确时间信息。
步骤S20、对输入的上行时分多址TDMA信号进行解调译码，并对各突发进行时间标记；具体包括：
根据上行信号调制方式、编码方式、码率信息等首先对上行信号进行突发检测，检测出各突发的时间起点和时间长度，根据突发的独特字对突发数据去除相位模糊，再对去除相位模糊后的突发数据进行解调和译码，得到突发译码数据，再进行去扰和CRC校验，根据GPS/BD时间对突发译码数据标记精确时间信息，为后续时间同步做准备。本申请中的突发指突然出现的一段信号，为业内惯用叫法。
步骤S30、根据目标VSAT网信号规格对下行译码数据进行网控信令提取，网控信令包括上行信号的频率、符号速率、突发分配表等信息，得到频率分配表，并对各突发标注时间信息，为后续时间同步做准备。
步骤S40、结合突发分配表和上行突发时间信息进行全网时间同步；如图2和图3所示，全网时间同步包括：
步骤1：根据先验值确定出下行网控信令给出的突发时间起点t和上行实际突发出现的相对时间差值Δt，该相对时间差值是一个相对固定的数值，经过多次测量给出一个统计平均值，粗略估计出突发出现时刻t+Δt。
步骤2：按照步骤1给出的突发出现时刻t+Δt搜索在该时刻附近的上行突发，通过模板匹配算法精确定位突发真正出现时刻（即图3中模板匹配算法给出的时间起点）相对于步骤1中给出的突发出现时刻t+Δt的时刻差值即精确校准误差Δt’，并根据精确校准误差Δt’修正步骤1中给出的突发出现时刻t+Δt，从而精确定位突发出现时刻为t+Δt+Δt’。
经过两次时间同步就可以实现下行信号和上行信号的精准时间同步，并且在运行中进行定期时间校准，以解决时间漂移问题。
步骤S50、在步骤S40完成的基础上生成发射信号，进行网络层、链路层和物理层封装；如图4所示，在对网络层、链路层和物理层封装包括步骤：
步骤1：对要发送信息根据IP协议规则，对信息进行封装；
步骤2：对网络层封装后的IP包根据目标网链路层协议对IP包进行拆分，并添加链路层封装头部信息；
步骤3：对链路层数据进行物理层封装，包括添加CRC校验位、信息加扰、信道编码、信号调制、添加突发独特字等。
步骤S60、在完成精确时间同步后，根据网控信令解析出的突发分配信息，可提前预知VSAT网内各用户在未来某个周期内各突发所在的时间和频率信息，根据此信息发送S50封装好的数据对目标用户进行发射，发射模式可由用户选择，同时在上下行译码数据中搜索目标系统对发射信息的反馈信息，对发射效果进行评估。
发射模式包括两种：功率覆盖式篡改发射和空闲时隙伪装发射。如图5所示，功率覆盖式篡改发射是通过大功率压制正常终端所分配的突发来传输发射数据，这种方式适用于系统对功率控制不严格，允许各终端有不同的发射功率的情况下。如图6所示，空闲时隙伪装发射是通过提前获取时隙分配表，在时隙分配表中寻找空闲时隙或者每帧的申请时隙，在空闲时隙或申请时隙中仿照正常终端发送发射数据。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (5)
1.一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，其特征在于，包括：
步骤S10、甚小天线地球站VSAT网终端对输入的下行信号进行解调译码得到译码数据，并对译码数据的译码帧进行时间标记；
步骤S20、VSAT网终端对输入的上行时分多址TDMA信号进行解调译码，并对各突发进行时间标记，得到上行突发时间信息；
步骤S30、VSAT网终端对下行信号的译码数据进行网控信令提取，网控信令包括上行信号的频率分配表、符号速率和突发分配表；
步骤S40、VSAT网终端结合突发分配表和上行突发时间信息进行全网时间同步；
步骤S50、VSAT网终端生成待发送信息，并对待发送信息依次进行网络层、链路层和物理层的封装；
步骤S60、VSAT网终端根据网控信令对封装好的数据进行发射；
所述步骤S10具体包括：VSAT网终端根据下行信号调制方式、编码方式以及码率信息对下行信号进行解调输出软信息数据，对软信息数据进行译码得到译码数据，进行去扰和循环冗余校验CRC后，根据全球卫星导航系统/北斗卫星导航系统GPS/BD时间对译码数据的译码帧标记精确时间信息；
所述步骤S20具体包括：VSAT网终端根据上行信号调制方式、编码方式和码率信息对上行信号进行突发检测，检测出各突发的时间起点和时间长度，根据突发的独特字对突发数据去除相位模糊后再进行解调、译码得到突发译码数据，进行去扰和循环冗余校验CRC后，根据GPS/BD时间对突发译码数据的译码帧标记精确时间信息；
所述步骤S40具体包括：
步骤S41、根据先验值确定出下行网控信令中给出的突发时间起点和上行实际突发出现的相对时间差值，上行实际突发出现的相对时间差值为多次测量后的统计平均值，根据突发时间起点和上行实际突发出现的相对时间差值估计突发出现时刻；
步骤42、根据估计的突发出现时刻搜索在该突发出现时刻附近的上行突发，通过模板匹配算法精确定位突发真正出现时刻相对于估计的突发出现时刻的时刻差值，并根据该时刻差值修正所述突发出现时刻，从而精确定位出突发出现时刻。
2.根据权利要求1所述的一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，其特征在于，所述步骤S30具体包括：根据目标VSAT网信号规格对下行信号的译码数据分别提取频率分配表和突发分配表信息，并对各突发标注时间信息。
3.根据权利要求2所述的一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，其特征在于，所述步骤S50具体包括：
步骤51、根据网络之间互联的协议IP协议规则，对待发送信息进行网络层封装，得到IP包；
步骤52、根据目标网链路层协议对IP包进行拆分，并添加链路层封装头部信息，得到链路层数据；
步骤53、对链路层数据进行物理层封装，包括添加循环冗余校验CRC校验位、信息加扰、信道编码、信号调制和添加突发独特字，得到待发射信号。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，其特征在于，所述步骤S60具体包括：根据突发分配表的信息，预知VSAT网内各用户在未来各周期内各突发所在的时间和频率信息，根据此信息对目标用户发射待发射信号。
5.根据权利要求4所述的一种非公开协议的VSAT网终端实现主动发射的方法，其特征在于，发射的模式包括功率覆盖式篡改发射和空闲时隙伪装发射，功率覆盖式篡改发射是通过大功率压制正常终端所分配的突发来传输发射数据；空闲时隙伪装发射是通过提前获取时隙分配表，在时隙分配表中寻找空闲时隙或者每帧的申请时隙，在空闲时隙或申请时隙中仿照正常终端发送发射数据。
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