[發(fā)明專利]基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的寬帶多媒體衛(wèi)星通信半物理仿真系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611092482.3
• 申請(qǐng)日: 2016-11-29
• 公開（公告）號(hào): CN106789404B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任術(shù)波;辛寧;陶瀅;馮瑄;張磊;梁宗闖
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)空間技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H04L12/26
• 分類號(hào): H04L12/26;H04B7/185;H04B17/00
• 代理公司: 中國(guó)航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊春穎

1.一種基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的寬帶多媒體衛(wèi)星通信半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于包括：通信衛(wèi)星模擬器、信道模擬器、網(wǎng)絡(luò)管理模擬器、信關(guān)站模擬器、用戶模擬器1、用戶模擬器2；

通信衛(wèi)星模擬器，包括：星載處理模塊和星載交換模塊；

網(wǎng)絡(luò)管理模擬器，包括：路由器、網(wǎng)管中心模塊和射頻中心模塊；

信道模擬器，包括：網(wǎng)管中心波束信道、信關(guān)站波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道；

網(wǎng)管中心模塊將網(wǎng)控通告按照IP數(shù)據(jù)包格式打包并在數(shù)據(jù)包包頭添加MPLS幀頭形成網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀，然后發(fā)送給射頻中心模塊；

射頻中心模塊、網(wǎng)管中心波束信道與通信衛(wèi)星模擬器依次形成上行鏈路；通信衛(wèi)星模擬器、網(wǎng)管中心波束信道與射頻中心模塊依次形成下行鏈路；射頻中心模塊接收到網(wǎng)管中心模塊發(fā)送的網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀，該網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀為數(shù)字信號(hào)，設(shè)置上下行鏈路的頻率、速率、編碼方式、調(diào)制方式后，將網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)化為網(wǎng)控通告模擬信號(hào)，發(fā)送到網(wǎng)管中心波束信道；

網(wǎng)管中心波束信道接收到射頻中心發(fā)送的網(wǎng)控通告模擬信號(hào)，對(duì)該網(wǎng)控通告模擬信號(hào)進(jìn)行帶通濾波、加噪、衰減及時(shí)延處理后，發(fā)送至星載處理模塊；

星載處理模塊接收到信道模擬器的網(wǎng)管中心波束信道發(fā)送的網(wǎng)控通告模擬信號(hào)，經(jīng)下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、上行解幀處理后，得到網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀，將網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀發(fā)送至星載交換模塊；

星載交換模塊接收到星載處理模塊輸出的網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀，根據(jù)MPLS幀頭指向的波束信道完成由網(wǎng)管中心波束信道到信關(guān)站波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道切換，然后將網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀發(fā)送給星載處理模塊；

星載處理模塊接收到星載交換模塊輸出的網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀，對(duì)網(wǎng)控通告數(shù)據(jù)幀進(jìn)行下行自適應(yīng)濾波、下行自適應(yīng)編碼、下行自適應(yīng)調(diào)制、下行自適應(yīng)組幀、數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻處理后形成網(wǎng)控通告下行模擬信號(hào)，將網(wǎng)控通告下行模擬信號(hào)發(fā)送到信關(guān)站波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道；

信道模擬器的信關(guān)站波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道接收到星載處理模塊發(fā)送的網(wǎng)控通告下行模擬信號(hào)，進(jìn)行時(shí)延、衰減、加噪和帶通濾波處理后，分別發(fā)送給信關(guān)站模擬器、用戶模擬器1和用戶模擬器2；

信關(guān)站模擬器對(duì)處理后的網(wǎng)控通告下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器1對(duì)處理后的網(wǎng)控通告下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器2對(duì)處理后的網(wǎng)控通告下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

信關(guān)站模擬器根據(jù)網(wǎng)控信息獲取用于上行數(shù)據(jù)鏈路的信關(guān)站波束信道的速率，根據(jù)預(yù)配置的編碼方式、調(diào)制方式、上行頻率，配置上行數(shù)據(jù)鏈路，上行數(shù)據(jù)鏈路組成依次為：信關(guān)站模擬器、信關(guān)站波束信道、通信衛(wèi)星模擬器，信關(guān)站模擬器向信關(guān)站波束信道發(fā)送網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息按照IP數(shù)據(jù)包格式打包并在數(shù)據(jù)包包頭添加MPLS幀頭形成的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀；

信關(guān)站波束信道接收到信關(guān)站模擬器發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，經(jīng)帶通濾波、加噪、衰減及時(shí)延處理后形成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)，發(fā)送至星載處理模塊；

星載處理模塊接收到信道模擬器發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)，經(jīng)下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、上行解幀處理后得到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀發(fā)送至星載交換模塊；

星載交換模塊接收到星載處理模塊輸出的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，根據(jù)MPLS幀頭指向的波束信道完成由信關(guān)站波束信道到網(wǎng)管中心波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道的切換，然后將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀發(fā)送給星載處理模塊；

星載處理模塊接收到星載交換模塊輸出的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀進(jìn)行下行自適應(yīng)濾波、下行自適應(yīng)編碼、下行自適應(yīng)調(diào)制、下行自適應(yīng)組幀、數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻處理后形成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)，將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)管中心波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道；

信道模擬器的網(wǎng)管中心波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道接收到星載處理模塊發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)，進(jìn)行時(shí)延、衰減、加噪和帶通濾波處理后，分別發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)管理模擬器、用戶模擬器1和用戶模擬器2；

網(wǎng)絡(luò)管理模擬器對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器1對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器2對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器1根據(jù)網(wǎng)控信息獲取用于上行數(shù)據(jù)鏈路的用戶模擬器1波束信道的速率，根據(jù)預(yù)配置的編碼方式、調(diào)制方式、上行頻率，配置上行數(shù)據(jù)鏈路，上行數(shù)據(jù)鏈路組成依次為：用戶模擬器1、用戶模擬器1波束信道、通信衛(wèi)星模擬器，用戶模擬器1向用戶模擬器1波束信道發(fā)送網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息按照IP數(shù)據(jù)包格式打包并在數(shù)據(jù)包包頭添加MPLS幀頭形成的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀；

用戶模擬器1波束信道接收到用戶模擬器1發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，經(jīng)帶通濾波、加噪、衰減及時(shí)延處理后形成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)，發(fā)送至星載處理模塊；

星載處理模塊接收到信道模擬器發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)，經(jīng)下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、上行解幀處理后得到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀發(fā)送至星載交換模塊；

星載交換模塊接收到星載處理模塊輸出的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，根據(jù)MPLS幀頭指向的波束信道完成由用戶模擬器1波束信道到信關(guān)站波束信道、網(wǎng)管中心波束信道和用戶模擬器2波束信道的切換，然后將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀發(fā)送給星載處理模塊；MPLS幀頭的幀信息上含有源地址和目的地址端口號(hào)，信道模擬器的網(wǎng)管中心波束信道、信關(guān)站波束信道、用戶模擬器1波束信道和用戶模擬器2波束信道也分配有端口號(hào)，根據(jù)MPLS枕頭目的端口號(hào)指向的目的信道，完成由用戶模擬器1波束信道到信關(guān)站波束信道、網(wǎng)管中心波束信道和用戶模擬器2波束信道的選擇切換；

星載處理模塊接收到星載交換模塊輸出的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀進(jìn)行下行自適應(yīng)濾波、下行自適應(yīng)編碼、下行自適應(yīng)調(diào)制、下行自適應(yīng)組幀、數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻處理后形成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)，將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)管中心波束信道、信關(guān)站波束信道和用戶模擬器2波束信道；

信道模擬器的網(wǎng)管中心波束信道、信關(guān)站波束信道和用戶模擬器2波束信道接收到星載處理模塊發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)，進(jìn)行時(shí)延、衰減、加噪和帶通濾波處理后，分別發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)管理模擬器、信關(guān)站模擬器和用戶模擬器2；

網(wǎng)絡(luò)管理模擬器對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

信關(guān)站模擬器對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器2對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器2根據(jù)網(wǎng)控信息獲取用于上行數(shù)據(jù)鏈路的用戶模擬器2波束信道的速率，根據(jù)預(yù)配置的編碼方式、調(diào)制方式、上行頻率，配置上行數(shù)據(jù)鏈路，上行數(shù)據(jù)鏈路組成依次為：用戶模擬器2、用戶模擬器2波束信道、通信衛(wèi)星模擬器，用戶模擬器2向用戶模擬器2波束信道發(fā)送網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息按照IP數(shù)據(jù)包格式打包并在數(shù)據(jù)包包頭添加MPLS幀頭形成的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀；

用戶模擬器2波束信道接收到用戶模擬器2發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，經(jīng)帶通濾波、加噪、衰減及時(shí)延處理后形成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)，發(fā)送至星載處理模塊；

星載處理模塊接收到信道模擬器發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)模擬信號(hào)，經(jīng)下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、上行解幀處理后得到網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀發(fā)送至星載交換模塊；

星載交換模塊接收到星載處理模塊輸出的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，根據(jù)MPLS幀頭指向的波束信道完成由用戶模擬器2波束信道到信關(guān)站波束信道、網(wǎng)管中心波束信道和用戶模擬器1波束信道的切換，然后將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀發(fā)送給星載處理模塊；

星載處理模塊接收到星載交換模塊輸出的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀，對(duì)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)幀進(jìn)行下行自適應(yīng)濾波、下行自適應(yīng)編碼、下行自適應(yīng)調(diào)制、下行自適應(yīng)組幀、數(shù)模轉(zhuǎn)換、上變頻處理后形成網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)，將網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)發(fā)送到網(wǎng)管中心波束信道、信關(guān)站波束信道和用戶模擬器1波束信道；

信道模擬器的網(wǎng)管中心波束信道、信關(guān)站波束信道和用戶模擬器1波束信道接收到星載處理模塊發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)，進(jìn)行時(shí)延、衰減、加噪和帶通濾波處理后，分別發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)管理模擬器、信關(guān)站模擬器和用戶模擬器1；

網(wǎng)絡(luò)管理模擬器對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

信關(guān)站模擬器對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告；

用戶模擬器1對(duì)處理后的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)下行模擬信號(hào)依次進(jìn)行下變頻、模數(shù)轉(zhuǎn)換、解幀處理、解調(diào)、解碼后得到網(wǎng)控通告。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的寬帶多媒體衛(wèi)星通信半物理仿真系統(tǒng)，其特征在于：所述網(wǎng)控通告為網(wǎng)絡(luò)控制信息，即廣播通知信息，該網(wǎng)絡(luò)控制信息包含：用于上行數(shù)據(jù)鏈路的信關(guān)站波束信道的速率、用于上行數(shù)據(jù)鏈路的用戶模擬器1波束信道的速率、用于上行數(shù)據(jù)鏈路的用戶模擬器2波束信道的速率。