[發明專利]一種衛星物聯網半雙工數據轉發方法及系統

有效

• 申請號: 202210158938.0
• 申請日: 2022-02-21
• 公開（公告）號: CN114567369B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 呂強;付志權;劉雪強;王捷;宋博;李瑞凱;楊立業;李陽;郭云龍;劉金全;許建輝
• 申請（專利權）人: 北京國電高科科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L5/16
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 李傳亮;梁棟

本申請涉及信息采集技術領域，公開了一種衛星物聯網半雙工數據轉發方法及系統，方法包括：獲取充足的鏈路余量，并輸出衛星上行信號；切換PA芯片為發射模式，并將衛星上行信號經PA芯片放大后，由天線發射；切換PA芯片為接收模式，進行衛星下行信號接收并返回到主芯片。主芯片進行衛星上行信號的發射，經過PA芯片實現主芯片輸出的最大功率并將衛星上行信號放大，通過天線發射后被衛星更好的接收；當衛星發送衛星下行信號時，通過LNA接收后送回到主芯片，形成完整的衛星通信鏈路，將整個半雙工數據收發過程集成到芯片中，可以靈活的運用于各種不同的終端，解決了現有半雙工終端無法兼容市場技術需求的不足。

技術領域

本申請涉及信息采集技術領域，尤其是涉及一種衛星物聯網半雙工數據轉發方法及系統。

背景技術

“天啟星座”是我國首個、全球第二個在軌提供數據服務的低軌物聯網星座，他填補了國內空白，技術國際先進，解決了卡脖子的問題。“天啟星座”共計38星，目前已經14顆星在軌組網運營，剩下24顆明年全部組網完成發射，這對搶占全球衛星頻率軌道資源以及低軌衛星物聯網技術和產業發展戰略高地具有重要意義。

低軌物聯網特點是低功耗、小型化、低成本、低頻段，衛星物聯網要面向低軌、低頻和窄帶今年28月份，在我們承辦的全球數字經濟大會分會上，我們發布了第一階段的組網成功，目前已經可以滿足大部分物聯網的應用場景需求，終端與天啟衛星通信最低發送功率可達0.1瓦，速率最高通信速率可以到6kbps，民用衛星物聯網終端也有望降低到500元以下，待明年38顆衛星全部完成組網，屆時將實現衛星物聯網系統全球覆蓋，地面終端功耗將可能降低至0.05瓦，速率有望突破1Mbps。隨著我國天啟衛星物聯網的組網系統不斷完善，衛星承載的數據通道與數據容量越來越大，天啟衛星物聯網的終端數量也越來越多，各行各業的使用的終端也不盡相同，標準的半雙工衛星物聯網終端也無法滿足變化的市場需求，因此，一種天啟衛星物聯網的半雙工數據收發模塊應運而生，可以方便集成到用戶系統中。

發明內容

為了方便集成到用戶系統，本申請提供一種衛星物聯網半雙工數據轉發方法及系統，模塊內集成天啟衛星物聯網半雙工通信電路與通信協議，用于系統與模塊數據交互，實現用戶與天啟衛星通信。

本發明的上述發明目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種衛星物聯網半雙工數據轉發方法，該方法運行于主芯片一側，包括以下步驟：

獲取充足的鏈路余量并輸出衛星上行信號；

切換PA芯片為發射模式，并將衛星上行信號經PA芯片放大后，由天線發射；

切換PA芯片為接收模式，控制PA芯片進行衛星下行信號接收并返回到主芯片。

通過采用上述技術方案，在獲取最佳的衛星通信鏈路之后，通過主芯片進行衛星上行信號的發射，通過PA芯片實現主芯片輸出的最大功率并將衛星上行信號放大，方便進行天線發射后被衛星更好的接收；當衛星發送衛星下行信號時，通過PA芯片接收后送回到主芯片，形成完整的衛星通信鏈路，將整個半雙工數據收發過程集成到芯片中，可以靈活的運用于各種不同的終端，解決了現有半雙工終端無法兼容市場技術需求的不足。

可選的：所述獲取充足的鏈路余量的步驟包括：

獲取不同仰角和不同軌道高度下的衛星通信情況；

計算預設工作頻率下不同發送功率和信息速率的上行鏈路獲取的鏈路余量；

綜合發送功率和信息速率得到最佳鏈路總余量。

通過采用上述技術方案，衛星按照現有的軌道進行排布，由于衛星為圓軌道，因此可以計算不同軌道高度和地面不同仰角下的衛星天線張角及覆蓋參數，然后在按照固定工作頻率的衛星在不同速率的情況下進行計算，得到在不同發送功率和信息速率情況下的鏈路余量，此時選取最佳的發送功率和信息速率，得到最大的鏈路總余量作為最佳余量，此時擁有充足的鏈路可以進行衛星通信。