[發(fā)明專利]一種用于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)載荷的上行鏈路的通信方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810105230.2
• 申請日: 2018-02-02
• 公開（公告）號: CN108471320A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂強;王淼;劉濤;張進武;郭中甲
• 申請（專利權(quán)）人: 北京國電高科科技有限公司
• 主分類號: H04B1/707
• 分類號: H04B1/707;H04B1/7097;H04W72/04
• 代理公司: 北京商專永信知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11400
• 代理人: 方挺;黃謙

本發(fā)明提供一種用于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)載荷的上行鏈路的通信方法，該數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)載荷運用在物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)中，該物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)包括衛(wèi)星、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、地面終端以及地面數(shù)據(jù)中心，在地面終端與衛(wèi)星進行通信時，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)用于接收地面終端通過上行鏈路傳輸?shù)纳闲袛?shù)據(jù)，存儲并轉(zhuǎn)發(fā)至地面數(shù)據(jù)中心，該方法包括在上行鏈路的多址方式中采用空分多址?頻分多址?時分多址?碼分多址模式。本發(fā)明不但能夠保證通信質(zhì)量，有效提高整個物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)的通信容量，還可以合理選擇頻率資源，使各系統(tǒng)間的干擾影響減小或完全避免。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信方法，具體是一種用于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)載荷的上行鏈路的通信方法。

背景技術(shù)

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及應用進入了蓬勃發(fā)展的黃金時期，物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)作為地面物聯(lián)網(wǎng)的必要補充，可有效解決地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋不到的海上、空中及偏遠區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)接入問題。具體而言，物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)基于衛(wèi)星對地面全球的數(shù)據(jù)大容量實時性的采集能力，能夠?qū)崿F(xiàn)各行業(yè)的短數(shù)據(jù)采集功能、大數(shù)據(jù)分析應用、具備衛(wèi)星商業(yè)搭載試驗等功能。未來，物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)將技術(shù)平滑增強演變?yōu)閷拵ㄐ判亲瑢崿F(xiàn)全球?qū)拵ㄐ拧⒒谙到y(tǒng)的其他增值服務。滿足軍隊、政府、行業(yè)、個人用戶對于航空、海事、林業(yè)、地震、水利、環(huán)保、氣象、海洋等應用方向的海量數(shù)據(jù)獲取需求。國外較為典型的物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)包括美國的Orbcomm和法國的Argos系統(tǒng)。

在物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)中具有數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)(Data Colleting Platform System，下稱“DCS”)，DCS在物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)中屬于空間段部分，具備實時數(shù)據(jù)采集回傳的能力。DCS載荷是開展物聯(lián)網(wǎng)星座應用的核心模塊，其本質(zhì)上是一種天基短報文通信系統(tǒng)，用于接收分散于全球的各類終端的上行數(shù)據(jù)，存儲并轉(zhuǎn)發(fā)至地面數(shù)據(jù)中心，還可提供下行業(yè)務信息廣播，進而實現(xiàn)對地面終端管控。

其中，DCS載荷所使用的工作頻點為2400-2483.5MHz，屬于ISM頻段，該頻段是世界各國免授權(quán)的公用頻段，各種通信設(shè)備都可以在此頻段上通信。目前，應用于該頻段的主要無線通信系統(tǒng)和技術(shù)標準有：Wi-Fi/IEEE802.11、藍牙/IEEE802.15.1、ZigBee/IEEE802.15.4、無線USB和無繩電話等。其中，Wi-Fi系統(tǒng)同時使用三個互不重疊的分布式信道，每個信道帶寬為22MHz，采用直接序列擴頻(DSSS)和跳頻(FHSS)體制；藍牙系統(tǒng)將頻段劃分成79個1MHz的信道，采用跳頻擴頻(FHSS)體制，在79個信道間每秒鐘跳1600次；ZigBee采用DSSS的調(diào)制方式，將頻段劃分了16個3MHz的信道，相鄰信道間留有2MHz的間隔；無線USB的頻段劃分類似藍牙系統(tǒng)，但其采用DSSS體制，當信道的鏈路質(zhì)量不理想時會動態(tài)地改變信道。無繩電話多數(shù)采用FHSS，采用5-10MHz的信道帶寬。數(shù)量眾多的無線通信系統(tǒng)在該ISM頻段帶寬有限(83.5MHz)的頻譜上工作，導致上行通信鏈路的通信質(zhì)量較差，通信容量較小。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種用于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)載荷的上行鏈路的通信方法。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種用于數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)載荷的上行鏈路的通信方法，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)載荷運用在物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)星座系統(tǒng)包括衛(wèi)星、數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、地面終端以及地面數(shù)據(jù)中心，在地面終端與衛(wèi)星進行通信時，數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)用于接收地面終端通過上行鏈路傳輸?shù)纳闲袛?shù)據(jù)，存儲并轉(zhuǎn)發(fā)至地面數(shù)據(jù)中心，該方法包括在上行鏈路的多址方式中采用空分多址-頻分多址-時分多址-碼分多址模式。

作為優(yōu)選，空分多址模式通過設(shè)置高增益天線實現(xiàn)。

作為優(yōu)選，在進行空分多址模式時采用多波束天線。

作為優(yōu)選，多波束天線包含12個波束，在滿足增益15dBi的同時覆蓋55°×96°的范圍。

作為優(yōu)選，頻分多址包括每個波束選擇多個不同的頻點同時工作，頻點號通過廣播時隙通知用戶。