[發明專利]將光數據從低地球軌道傳輸到地球的方法及通信系統

有效

• 申請號: 201210555686.1
• 申請日: 2012-12-19
• 公開（公告）號: CN103199924A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: F·A·阿諾德;T·德萊舍
• 申請（專利權）人: RUAG瑞士股份公司
• 主分類號: H04B10/118
• 分類號: H04B10/118
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 劉佳

1.一種用于將有效載荷數據（PD）從低地球軌道傳輸到地球的光通信系統（10），所述光通信系統（10）包括：

-低地球軌道衛星（20），其包括：

-設有衛星收發器（STR）的通信子系統（CS），

-為所述通信子系統（CS）提供有效載荷數據（PD）的有效載荷數據源（PDS）；

-光地面終端（30），其包括：

-地面收發器（GTR）；

-指向-采集-追蹤子系統（PAT），

所述低地球軌道衛星（20）經由光下行鏈路信道（DL）與所述光地面終端（30）連接，并且

所述光地面終端（30）經由上行鏈路信道（UC）與所述低地球軌道衛星（20）連接；其中：

-所述上行鏈路信道（UC）是采用地面信標（GB）的采集和追蹤信標信道，所述地面信標（GB）由所述指向-采集-追蹤子系統（PAT）控制，其中所述地面信標（GB）包括：用于采集的廣角光束（W）以及用于追蹤的導向光束（G）；

-所述衛星收發器（STR）是可調整的，使得所述衛星收發器能夠相對于所述地面信標（GB）的空間方向被調整；

-用于所述上行鏈路信道（UC）的所述地面信標（GB）是脈沖位置調制PPM信道。

2.根據權利要求1所述的光通信系統（10），其特征在于，所述低地球軌道衛星（20）進一步包括緩沖器（B），所述緩沖器用于暫時存儲所述有效載荷數據（PD）直到在所述低地球軌道衛星（20）與所述光地面終端（30）之間的視線變得可用，從而使所述有效載荷數據（PD）能夠通過所述光下行鏈路信道（DL）進行快速下行鏈路傳輸。

3.根據權利要求1或2所述的光通信系統（10），其特征在于，所述衛星收發器（STR）被配置成掃描和采集所述廣角光束（W），并且當采集了所述廣角光束后，通過所述導向光束的幫助，追蹤所述光地面終端（30）的上行鏈路信道（UC）。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的光通信系統（10），其特征在于，所述通信子系統（CS）被配置成將所述有效載荷數據（PD）轉換成調制的電信號，優選地，將所述有效載荷數據（PD）轉換成開關鍵控調制信號，用于以數據幀的形式由所述衛星收發器（STR）經由所述光下行鏈路信道（DL）傳輸到所述地面收發器（GTR）。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的光通信系統（10），其特征在于，所述通信子系統（CS）包括：

-用戶數據接口適配器（UDIA），其包括：

-用于與所述有效載荷數據源（PDS）連接的有效載荷接口（PI）；以及

-用于控制所述緩沖器（B）的緩沖控制器（BC）；以及

-通信控制器（COMCO），其包括：

-通信控制器（CC），用于自動重復請求不成功地/錯誤地接收的幀；

-編碼器（ENC）；以及

-檢測器（DET）。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的光通信系統（10），其特征在于，所述低地球軌道衛星（20）進一步通過第二光下行鏈路信道（DL2）與所述光地面終端（30）連接，以用于增加下行鏈路的速度和用于冗余。

7.一種將有效載荷數據（PD）從低地球軌道衛星（20）傳輸到光地面終端（30）的方法，所述方法包括以下步驟：

-通過所述低地球軌道衛星（20）的通信子系統（CS）將所述有效載荷數據（PD）緩存、提取和分組成幀；

-所述光地面終端（30）啟動連接所述光地面終端（30）和所述低地球軌道衛星（20）的上行鏈路信道（UC），所述上行鏈路信道（UC）是采集和追蹤信標信道，其包括用于采集的廣角光束（W）和用于追蹤的導向光束（G）；

-所述通信子系統（CS）采集所述廣角光束（W），接著連續追蹤所述上行鏈路信道（UC）的導向光束（G）；

-當連接所述低地球軌道衛星（20）和所述光地面終端（30）的下行鏈路信道（DL）可用時，通過所述通信子系統（CS）傳輸有效載荷數據（PD）的所述幀；

-所述光地面終端（30）經由所述上行鏈路信道（UC）請求重傳不成功地/錯誤地接收的幀；

-當接收到重傳請求后，所述通信子系統（CS）重傳每個幀；

其中，所述上行鏈路信道（UC）是脈沖位置調制PPM。