一种北斗三号短报文信道调度方法及系统技术方案

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种北斗三号短报文信道调度方法及系统


[0001]本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。

技术实现思路

[0006]针对以上技术问题，本专利技术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
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卫星
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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。
[0007]本专利技术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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]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
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可见星
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地面中心站
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未搜索区域的某个可见星
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接收终端卡”之间的短报文通信。
[0016]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
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可见星
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当前地面中心站
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其它地面中心站
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其它地面中心站可见星
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接收终端卡”之间的短报文通信。
[0017]本专利技术的关键点是：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。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]本专利技术的适用场景如下：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，本专利技术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。
[0021]另外，本专利技术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
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地面站”的调度方式不同，通过本专利技术所提出的“LEO卫星
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GEO卫星
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地面站
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地面站网”的层级化调度方案，具体来看，通过LEO，完成发报终端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北斗三号短报文信道调度系统，其特征在于：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。2.如权利要求1所述的一种北斗三号短报文信道调度系统，其特征在于：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。3.如权利要求1所述的一种北斗三号短报文信道调度系统，其特征在于：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。4.如权利要求3所述的一种北斗三号短报文信道调度系统，其特征在于：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。5.如权利要求4所述的一种北斗三号短报文信道调度系统，其特征在于：所述高轨卫星GEO维护的优先级高于中/低轨卫星MEO/LEO。6.一种北斗三号短报文信道调度方法，应用于如权利要求1
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5任一项所述的一种北斗三号短报文信道调度系统，其特征在于：包括不同...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉静，程家明，孔繁东，刘艳晖，
申请(专利权)人：武汉兴图新科电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：