一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统，属于卫星通信专网组网技术领域。该系统包括中心站和远端站，各站之间通过卫星进行通信，各远端站均包括各自的业务信道单元、IP接入控制器和射频设备，所述中心站包括自己的射频设备、业务信道单元、控制信道单元、信道交换机、IP接入控制器和网管中心，各IP接入控制器均内置有网管代理。本发明专利技术支持单站对多方向不间断通信，提高了通信设备和卫星频率资源的利用效率，大大增强了FDMA体制卫星专网组网的应用能力和范围。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统
本专利技术涉及卫星通信专网组网
，特别是指一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统。
技术介绍
一直以来，FDMA体制卫星通信系统主要以调制和解调单个载波的调制解调器设备为核心进行卫星通信专网的组网通信，主要以点到点卫星链路为基础实现了网状、星状等FDMA体制卫星专网组网。由于点到点链路的特点使组网通信时受到诸多限制，如同一时刻仅可与一个方向通信，与多方向通信需要增加调制解调硬件设备，切换到不同方向需要中断链路等等，存在通信硬件和卫星频谱资源利用率不高，组网不够灵活等不足。传统方案虽然能够实现FDMA体制下资源动态分配进行星状、网状等组网通信，但传统方案存在以下不足：（1）通信方向受限：地球站同一时刻可以通信的目的站点数量受限于本站信道单元（调制解调器）硬件配置数量，如果要扩展同时通信的链路方向，就需要扩展增加信道单元数量来支持，必然造成建设成本的增加；（2）网状通信能力限制：传统体系下的网状组网，实质上是多条独立点到点卫星链路集合构成的网状拓扑连接，基于通信方向的限制，这些当前链路之外的地球站是不连通的，如果要改变正在通信的地球站与其它地球站的通信关系，旧需要拆除原有链路，重新建立到新方向地球站的卫星链路，造成通信链路的频繁拆除和建立，增加了网络通信的不可靠性；（3）资源使用效率不高：虽然传统FDMA组网体制也实现了DAMA资源分配和BOD带宽动态调整，一定程度上提高了资源使用效率，但每条链路占用的载波资源往往对称分配，并且固定仅在该通信方向使用，这就造成卫星载波带宽资源不能够被多方向共享并且容易造成单方向浪费，使资源使用效率得不到最大限度提高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统，具有单信道多方向通信、网状通信能力强、资源使用效率高等优点。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统，其包括中心站以及一个或多个远端站，各站之间通过卫星进行通信，各远端站均包括各自的业务信道单元、IP接入控制器和射频设备，所述中心站包括自己的射频设备、业务信道单元、控制信道单元、信道交换机、IP接入控制器和网管中心，各IP接入控制器均内置有网管代理；其中，所述IP接入控制器，用于连接业务网络，将需要发送的出站IP数据按照目的IP网络插入交换标签；还用于检测业务流量情况，建立或调整卫星通信载波，并由内置的网管代理与网管中心通信以实现对通信载波的控制调整；所述信道交换机，用于在IP接入控制器与相应的信道单元之间转发数据；所述业务信道单元，用于对来自业务网络的多路数据进行调制，还用于对来自卫星的多路载波进行整体解调，获得其它站点发送给本站的IP业务数据，合并转发给本站业务网络；所述控制信道单元，用于实现中心站到远端站的网络控制信令的合路调制发送，以及远端站到中心站的网络控制信令的多载波整体解调合路接收；所述网管中心负责卫星专网的组网控制，按照通信需求及组网策略新建通信载波，并在网络通信过程中对通信载波及通信关系进行调整和控制；所述射频设备用于收发射频信号；该系统的工作方式如下：（1）各站业务网络的出站IP数据被路由到本站IP接入控制器，被IP接入控制器截获；（2）收到出站IP数据的IP接入控制器查看是否存在满足要求的通信资源及转发规则，若存在，则按照该转发规则将出站IP数据插入交换标签并转发至信道交换机，然后执行步骤（6）；否则通过内置的网管代理向网管中心申请网络传输带宽资源，然后执行步骤（3）；（3）网管中心针对各站请求计算需要分配的通信资源，并通知通信相关站配置并调整通信参数；（4）各相关站IP接入控制器的内置网管代理配置网络参数及转发规则，建立传输IP数据所需的卫星网传输链路；（5）各站IP接入控制器将出站IP数据按照转发规则插入交换标签并转发至信道交换机；（6）信道交换机按照交换标签将IP数据转发到对应的信道单元；（7）信道单元将出站IP数据调制后转发至射频设备，以射频信号的形式向卫星发射；（8）卫星的转发器以广播方式转发收到的射频信号；（9）各站通过各自的射频设备接收卫星转发的射频信号，并将接收到的射频信号变频至中频信号后输入到业务信道单元；（10）业务信道单元在网管中心的控制下解调其收到的一个或多个信号，并通过信道交换机将解出的IP数据合路后转发给本站的IP接入控制器；（11）IP接入控制器接收目的地是本站的数据并转发给本站业务网络，丢弃目的地不是本站的数据，完成IP数据从源站到目的站的传输；此外，通信过程中，各站的IP接入控制器实时监视本站多个出站方向的数据流量大小，当流量发生变化时，通过网管代理向网管中心申请调整该方向的通信资源。具体的，所述中心站和远端站均具有多个业务信道单元，所述远端站还包括各自的信道交换机，远端站的信道交换机与各自站的IP接收控制器连接，各站的多个业务信道单元以相互并联的方式与该站的信道交换机连接。具体的，所述信道交换机将与各信道单元连接的端口及与IP接入控制器连接的端口划分在不同的VLAN域内，其中，与IP接入控制器连接的端口配置为汇聚端口；所述IP接入控制器向出站IP数据插入的交换标签为VLAN标签；信道交换机按照VLAN标签将出站IP数据向各对应端口进行转发，从而实现向不同卫星信道的出站选路分发，信道交换机将从各信道单元接收的入站数据向与IP接入控制器连接的汇聚端口进行转发，从而实现将多路信道单元数据的合路入站转发给IP接入控制器。具体的，所述网管中心和远端站之间通过1路TDM载波和至少1路ALOHA载波实现双向控制，具体来说，所述中心站的控制信道单元接收来自网管中心的去往多个目的远端站的出站数据，按照系统规划的控制信道前向TDM载波参数进行调制发送出站，此外，中心站的控制信道单元按照系统规划的控制信道反向ALOHA载波参数进行多载波整体解调接收，将接收到的来自各远端站的入境网络控制信令转发给网管中心。具体的，所述业务信道单元总是解调TDM载波以接收网管中心信令，并总是解调业务载波以接收来自其它站的业务数据；所述业务信道单元分时发送ALOHA载波或业务载波，在无业务数据时，发送ALOHA载波传输网管信令，在有业务数据时，在业务载波内同时发送业务数据和信令数据，相应地，在中心站解调该业务载波以接收该站的反向管理信令。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1、单信道支持多个方向通信现有技术基于点到点链路进行传输，单信道仅支持向一个方向传输，需通过增加信道设备数量扩展同时通信的链路方向，本专利技术充分利用卫星信道的广播特性，在一路信道里合路传输向多个方向的数据合路传输，大大提高了设备利用效率和专网组网的灵活性。2、网状通信能力更强现有技术基于多条独立的点到点卫星链路构成网状拓扑，每条链路占用1对物理信道设备，且当前链路之外地球站不连通，本专利技术综合多方向数据合路广播发送、多载波整体解调合路接收技术，在网管中心控制下，实现利用一个信道单元设备完成业务数据的多方向发送、多方向接收，大大提高了卫星专网的网状通信能力和专网组网的灵活性。3、资源使用效率更高现有技术利用DAMA资源动态分配技术一定程度上提高了资源使用效率，但链路资源一般固本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统，其特征在于，包括中心站以及一个或多个远端站，各站之间通过卫星进行通信，各远端站均包括各自的业务信道单元、IP接入控制器和射频设备，所述中心站包括自己的射频设备、业务信道单元、控制信道单元、信道交换机、IP接入控制器和网管中心，各IP接入控制器均内置有网管代理；其中，所述IP接入控制器，用于连接业务网络，将需要发送的出站IP数据按照目的IP网络插入交换标签；还用于检测业务流量情况，建立或调整卫星通信载波，并由内置的网管代理与网管中心通信以实现对通信载波的控制调整；所述信道交换机，用于在IP接入控制器与相应的信道单元之间转发数据；所述业务信道单元，用于对来自业务网络的多路数据进行调制，还用于对来自卫星的多路载波进行整体解调，获得其它站点发送给本站的IP业务数据，合并转发给本站业务网络；所述控制信道单元，用于实现中心站到远端站的网络控制信令的合路调制发送，以及远端站到中心站的网络控制信令的多载波整体解调合路接收；所述网管中心负责卫星专网的组网控制，按照通信需求及组网策略新建通信载波，并在网络通信过程中对通信载波及通信关系进行调整和控制；所述射频设备用于收发射频信号；该系统的工作方式如下：（1）各站业务网络的出站IP数据被路由到本站IP接入控制器，被IP接入控制器截获；（2）收到出站IP数据的IP接入控制器查看是否存在满足要求的通信资源及转发规则，若存在，则按照该转发规则将出站IP数据插入交换标签并转发至信道交换机，然后执行步骤（6）；否则通过内置的网管代理向网管中心申请网络传输带宽资源，然后执行步骤（3）；（3）网管中心针对各站请求计算需要分配的通信资源，并通知通信相关站配置并调整通信参数；（4）各相关站IP接入控制器的内置网管代理配置网络参数及转发规则，建立传输IP数据所需的卫星网传输链路；（5）各站IP接入控制器将出站IP数据按照转发规则插入交换标签并转发至信道交换机；（6）信道交换机按照交换标签将IP数据转发到对应的信道单元；（7）信道单元将出站IP数据调制后转发至射频设备，以射频信号的形式向卫星发射；（8）卫星的转发器以广播方式转发收到的射频信号；（9）各站通过各自的射频设备接收卫星转发的射频信号，并将接收到的射频信号变频至中频信号后输入到业务信道单元；（10）业务信道单元在网管中心的控制下解调其收到的一个或多个信号，并通过信道交换机将解出的IP数据合路后转发给本站的IP接入控制器；（11）IP接入控制器接收目的地是本站的数据并转发给本站业务网络，丢弃目的地不是本站的数据，完成IP数据从源站到目的站的传输；此外，通信过程中，各站的IP接入控制器实时监视本站多个出站方向的数据流量大小，当流量发生变化时，通过网管代理向网管中心申请调整该方向的通信资源。...

【技术特征摘要】
1.一种基于多载波整体解调的FDMA体制卫星专网系统，其特征在于，包括中心站以及一个或多个远端站，各站之间通过卫星进行通信，各远端站均包括各自的业务信道单元、IP接入控制器和射频设备，所述中心站包括自己的射频设备、业务信道单元、控制信道单元、信道交换机、IP接入控制器和网管中心，各IP接入控制器均内置有网管代理；其中，所述IP接入控制器，用于连接业务网络，将需要发送的出站IP数据按照目的IP网络插入交换标签；还用于检测业务流量情况，建立或调整卫星通信载波，并由内置的网管代理与网管中心通信以实现对通信载波的控制调整；所述信道交换机，用于在IP接入控制器与相应的信道单元之间转发数据；所述业务信道单元，用于对来自业务网络的多路数据进行调制，还用于对来自卫星的多路载波进行整体解调，获得其它站点发送给本站的IP业务数据，合并转发给本站业务网络；所述控制信道单元，用于实现中心站到远端站的网络控制信令的合路调制发送，以及远端站到中心站的网络控制信令的多载波整体解调合路接收；所述网管中心负责卫星专网的组网控制，按照通信需求及组网策略新建通信载波，并在网络通信过程中对通信载波及通信关系进行调整和控制；所述射频设备用于收发射频信号；该系统的工作方式如下：（1）各站业务网络的出站IP数据被路由到本站IP接入控制器，被IP接入控制器截获；（2）收到出站IP数据的IP接入控制器查看是否存在满足要求的通信资源及转发规则，若存在，则按照该转发规则将出站IP数据插入交换标签并转发至信道交换机，然后执行步骤（6）；否则通过内置的网管代理向网管中心申请网络传输带宽资源，然后执行步骤（3）；（3）网管中心针对各站请求计算需要分配的通信资源，并通知通信相关站配置并调整通信参数；（4）各相关站IP接入控制器的内置网管代理配置网络参数及转发规则，建立传输IP数据所需的卫星网传输链路；（5）各站IP接入控制器将出站IP数据按照转发规则插入交换标签并转发至信道交换机；（6）信道交换机按照交换标签将IP数据转发到对应的信道单元；（7）信道单元将出站IP数据调制后转发至射频设备，以射频信号的形式向卫星发射；（8）卫星的转发器以广播方式转发收到的射频信号；（9）各站通过各自的射频设备接收卫星转发的射频信号，并将接收到的射频信号变频至中频信号后输入到业务信道单元；（10）业务信道单元在网管中心的控制下解调其收...

【专利技术属性】
技术研发人员：李斌成，曹建军，班亚明，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：河北,13