[發(fā)明專利]智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810253821.4
• 申請(qǐng)日: 2018-03-26
• 公開（公告）號(hào): CN108650010A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李婷;劉田;孫杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所）
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185;H04L12/24
• 代理公司: 成飛(集團(tuán))公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發(fā)明公開的一種智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，旨在提供一種能夠提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行效率、運(yùn)行能力和滿足多樣化服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)至少由管理節(jié)點(diǎn)、普通節(jié)點(diǎn)兩種節(jié)點(diǎn)組成，整個(gè)智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)從邏輯上分為控制面和業(yè)務(wù)面，控制面和業(yè)務(wù)面分別采用不同的組網(wǎng)方式各司其責(zé)，控制面選擇最短路徑的路由策略使得控制面上的管理節(jié)點(diǎn)能夠連通所有普通節(jié)點(diǎn)；業(yè)務(wù)面按節(jié)點(diǎn)執(zhí)行的任務(wù)分為多個(gè)任務(wù)子網(wǎng)，各個(gè)任務(wù)子網(wǎng)根據(jù)各自任務(wù)要求可以選擇不同的路由策略；控制面根據(jù)任務(wù)的應(yīng)用和場(chǎng)景需要，并結(jié)合外部變化的參數(shù)，利用機(jī)器智能學(xué)習(xí)，實(shí)時(shí)生成新的數(shù)學(xué)模型，向業(yè)務(wù)面下發(fā)新的任務(wù)指令；地基測(cè)控站通過(guò)星地鏈路與管理節(jié)點(diǎn)連通，通過(guò)管理節(jié)點(diǎn)間接的對(duì)普通節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)測(cè)控通信。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是能夠滿足未來(lái)空間飛行器數(shù)量激增，對(duì)測(cè)控和衛(wèi)星應(yīng)用需求大大增加的智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)。

背景技術(shù)

測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代航天技術(shù)、測(cè)控、通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它充分利用衛(wèi)星覆蓋范圍大以及組網(wǎng)衛(wèi)星群靈活、高效傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，通過(guò)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)間以及衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)與地面和空中節(jié)點(diǎn)間的組網(wǎng)與互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)面向全球的高效、無(wú)縫通信。智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)是由不同軌道上多種類型的衛(wèi)星系統(tǒng),按照空間信息資源的最大有效綜合利用星間通信鏈路的互通互聯(lián),構(gòu)成的智能化體。該網(wǎng)絡(luò)可以綜合多種航天系統(tǒng),包括偵察監(jiān)視、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)視、資源探測(cè)、預(yù)警、導(dǎo)航定位等,具有自主運(yùn)行和管理能力以及智能化的信息獲取、貯存、處理和分發(fā)能力。智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)主要由信息獲取、信息傳輸息處理、導(dǎo)航定位、網(wǎng)絡(luò)管理和安全防御等系統(tǒng)組組成。信息獲取系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)信息的收集任務(wù)；信息傳輸系統(tǒng)主要擔(dān)負(fù)信息傳輸和中繼任務(wù),包括通信衛(wèi)星、廣播衛(wèi)星、數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星和地面接收系統(tǒng)；信息處理系統(tǒng)主要完成衛(wèi)星獲取數(shù)據(jù)的預(yù)處理、二次處理及信息融合和綜合分析等任務(wù)包括各衛(wèi)星裝載的高性能信息處理機(jī)及相應(yīng)的軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)、專門的數(shù)據(jù)處理衛(wèi)星和地面處理與應(yīng)用系統(tǒng)；導(dǎo)航定位系統(tǒng)由不同軌道的多顆導(dǎo)航衛(wèi)星和地面監(jiān)控系統(tǒng)組成,為從地面到太空包括衛(wèi)星在內(nèi)的各種移動(dòng)或靜止載體提供導(dǎo)航、測(cè)速和授時(shí)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)由地面管理中心和有數(shù)據(jù)中繼或信息處理衛(wèi)星的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的天基管理中心共同組成,可分別獨(dú)立或聯(lián)合完成網(wǎng)絡(luò)星座運(yùn)行監(jiān)測(cè)、指揮與控制、以及信息交換的管理與控制功能；安全防御系統(tǒng)負(fù)責(zé)天基網(wǎng)絡(luò)的安全。由于空間網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不同于地面,數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延大、信號(hào)電平弱、信道噪聲大，可能包含一條或多條不可靠空間數(shù)據(jù)傳輸鏈路，存在多普勒頻地通信頻繁中斷問(wèn)題。航天器測(cè)控資源消耗隨目標(biāo)數(shù)量的增長(zhǎng)而快速上升，空間環(huán)日益復(fù)雜，現(xiàn)有的地基測(cè)控通信網(wǎng)對(duì)衛(wèi)星多星組網(wǎng)的運(yùn)行管理、監(jiān)視測(cè)控和信息傳輸將不能適應(yīng)其使用要求，帶來(lái)很大的網(wǎng)絡(luò)管理問(wèn)題，現(xiàn)有的運(yùn)行管理模式基本不能適用。現(xiàn)有的中低軌道大衛(wèi)星由于其數(shù)量少，基本是單星工作模式，對(duì)觀測(cè)目標(biāo)重訪周期長(zhǎng)，地基測(cè)控通信網(wǎng)難以承受各種衛(wèi)星星座組網(wǎng)的運(yùn)行管理和監(jiān)視測(cè)控的工作。靠目前國(guó)內(nèi)衛(wèi)星地基測(cè)控站來(lái)支持將來(lái)衛(wèi)星星座系統(tǒng)的信息傳輸也將是很大問(wèn)題，主要困難是國(guó)內(nèi)地基測(cè)控站僅能支持衛(wèi)星過(guò)頂時(shí)的數(shù)據(jù)接收，不能發(fā)揮衛(wèi)星星座全球?qū)崟r(shí)觀測(cè)信息獲取的優(yōu)勢(shì)，其二是國(guó)內(nèi)衛(wèi)星地面的數(shù)量限制將造成星地通信任務(wù)的時(shí)間沖突。采用地基測(cè)控通信系統(tǒng)在目前是有困難的，這是由于地基任務(wù)輔助支持系統(tǒng)本身的限制，地面通信網(wǎng)的制約，使飛行控制支持程序變得極其復(fù)雜和困難。未來(lái)智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)提供的服務(wù)日益多樣，不同服務(wù)對(duì)組網(wǎng)技術(shù)的需求不同。未來(lái)，隨著衛(wèi)星數(shù)量的增多，智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)逐漸變得龐大而復(fù)雜，單純依靠人工管理和操作的方式，測(cè)控資源占用率過(guò)高、任務(wù)響應(yīng)不及時(shí)、操作人員負(fù)擔(dān)重、出錯(cuò)概率高，智能測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有利于降低測(cè)控資源使用、操作人員負(fù)擔(dān)及錯(cuò)誤風(fēng)險(xiǎn)。

在測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用智能認(rèn)知技術(shù)以NASA的SCaN試驗(yàn)床為典型代表。此試驗(yàn)床于2008年左右研制，已經(jīng)搭載在國(guó)際空間站上。其目前的研究重點(diǎn)是CognitiveCommunicationProject。NASA正在利用研發(fā)的智能路由軟件Cogent在SCaN空間測(cè)試床上進(jìn)行認(rèn)知組網(wǎng)在軌應(yīng)用概念驗(yàn)證。Cogent支持自適應(yīng)路由、多鏈路操作，可處理DTN和IP兩種協(xié)議。目前還不能控制測(cè)試床上運(yùn)行的無(wú)線電系統(tǒng)(運(yùn)行固定或自適應(yīng)波形)。