一种多频段多模式船载卫星动中通集成系统的制作方法

本发明涉及船载动中通通信等，特别是指一种多频段多模式船载卫星动中通集成系统。

背景技术：

1、传统的船载卫星动中通地球站系统，一般针对固定卫星网络设计，如典型的海事卫星船载站sailor系列产品，仅能使用固定卫星通信频段，以固定工作模式，使用固定卫星网络提供的固定卫星通信服务。如需使用多个不同的卫星网络服务，则需要在舰船平台上安装配置多个不同频段、不同功能的地球站。这极大地浪费了舰载平台的空间，也增加了布站成本。

2、得益于通信卫星系统，包括低轨星座通信卫星系统的快速发展，船载卫星通信可使用的卫星网络不断扩展，使得船载卫星动中通地球站系统向多频段集成、多功能应用方向拓展。但是，现有技术中目前还没有多频段集成、多功能应用的船载卫星动中通系统。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出一种多频段多模式船载卫星动中通集成系统。本发明可以灵活使用多频段卫星天线同时建立1或2条对星链路，并在每条对星链路中可以灵活重构多种通信波形建立不同通信网络，提供不同业务灵活承载，在有限卫星通信设备支撑下，实现船舶平台的对外广域、灵活、机动卫星通信。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种多频段多模式船载卫星动中通集成系统，包括两个多频段天线单元，信号通道切换单元，以及统一化信息处理平台，所述统一化信息处理平台用于实现信道处理功能单元、业务处理功能单元和系统控制功能单元；其中：

4、多频段天线单元，包括发射机、低噪声下变频器、馈源、抛物面天线，用于卫星通信波束的形成、跟踪，以及通信信号收发与变频，通过左右舷双天线资源馈电跟踪一体设计，支持双天线联合工作模式和双天线分别独立工作模式；其中，低噪声下变频器集成了低噪声放大器与下变频器，并安装在天线焦点处的馈源后方，用于将抛物面天线接收到的信号进行低噪声放大和变频；发射机由上变频器与功放集成构成，实现发送信号的上变频与功率放大；馈源为ku/ka双频段单馈源，位于抛物面天线的焦点处，为抛物面天线提供照射并对经抛物面天线反射的电磁波进行收集；抛物面天线由形状为抛物面的导体栅网组成，用于反射馈源信号；

5、信号通道切换单元，由一个两路对多路的信号交换矩阵构成，用于两路天线射频信号与多路信道处理功能单元的模拟信号选路；

6、信道处理功能单元，基于统一化信息处理平台实现，用于各种不同模式下的卫星通信星地链路协议处理、调制解调和编译码处理；

7、业务处理功能单元，基于统一化信息处理平台实现，用于支持各种业务数据的快速路由和交换；

8、系统控制功能单元，基于统一化信息处理平台实现，用于对动中通地球站进行统一的通信参数的规划、实时控制和状态监控，通信参数包括所用卫星信息、网络模式、工作频率、通信速率、调制编码方式、业务接口。

9、进一步地，所述统一化信息处理平台还通过可编程硬件支持波形动态加载，实现信道处理功能单元、业务处理功能单元的实时调整更新。

10、进一步地，所述系统控制功能单元的工作方式为：

11、步骤a1，接收或输入所用卫星信息，计算并生成天线控制参数配置项；

12、步骤a2，接收或输入本次工作的网络模式，规划生成用户类型、用户id、用户权限的地球站识别参数配置项；

13、步骤a3，接收或输入所用工作频率信息，计算并生成射频设备、中频设备的频率参数配置项；

14、步骤a4，接收或输入所用通信速率信息，计算并生成载波速率、编码速率、符号速率、业务接口速率的传输速率参数配置项；

15、步骤a5，接收或输入所用调制编码方式信息，计算并生成信道处理功能单元的编码调制参数配置项；

16、步骤a6，接收或输入所用业务接口相关信息，计算并生成业务处理功能单元的网络参数配置项；

17、步骤a7，将生成的配置文件下发地球站各相关设备监控单元并执行；

18、步骤a8，通过各相关设备监控单元的反馈信息，确认执行结果，并从各相关设备监控单元收集信息，呈现全站综合工作态势信息。

19、进一步地，在双天线独立工作模式下，单个天线的工作方式为：

20、步骤101，从外部获得所用通信卫星信息；

21、步骤102，根据通信卫星信息和船平台姿态信息，对每个天线的频段通道选择、极化方式、跟踪方式、初始方位角、初始俯仰角、初始极化角进行计算，形成天线参数配置集；

22、步骤103，将天线参数配置集下发到天线各执行单元，开始执行对星捕获，捕获成功后进入下一步跟踪流程，否则重复执行本步骤；

23、步骤104，根据船平台姿态信息，持续进行对通信卫星的精确指向与跟踪，如果出现跟踪失败，则跳转到步骤103；

24、双天线联合工作模式的工作方式为：

25、步骤201，从外部获得所用通信卫星信息；

26、步骤202，根据通信卫星信息和船平台姿态信息，分别对两个天线的频段通道选择、极化方式、跟踪方式、初始方位角、初始俯仰角、初始极化角进行计算，形成天线参数配置集，并将两个天线分别设置为“工作”和“准备”模式；

27、步骤203，处于“准备”工作模式的天线，收到天线参数配置集后，各执行单元开始执行对星预捕获，一旦切换到“工作”，则执行步骤204；

28、步骤204，处于“工作”模式的天线，顺序执行步骤103、步骤104、步骤105；工作中，如果因卫星或平台姿态变化，收到天线工作模式变化命令，则转入步骤203。

29、进一步地，统一化信息处理平台采用4u机箱vpx架构统一开放式硬件平台，包括中频信号处理模块、基带信号模块、协议解析处理模块和应用软件模块；通过对信号的滤波、采样、存储、调制解调和编译码完成信道处理功能，实现信道处理功能单元；通过数据封装解析处理完成数据的快速路由和交换功能，实现业务处理功能单元；通过计算与控制完成用户应用功能，实现系统控制功能单元。

30、进一步地，所述统一化信息处理平台通过以太网口进行重构指令的交互与可编程硬件镜像的接收与加载，信道处理功能单元、业务处理功能单元、系统控制功能单元的重构方式为：

31、步骤b1，用户根据自身需求发起服务申请；

32、步骤b2，系统控制功能单元分析用户申请，判断该申请是否合法，即硬件资源是否满足要求，若不满足则向用户发送拒绝指令；若满足则执行步骤b3；

33、步骤b3，系统控制功能单元查询相应硬件资源和功能组件资源，并判断当前资源是否满足用户所提需求；若满足则生成功能配置文件；若不满足则向用户发送拒绝指令；

34、步骤b4，系统控制功能单元分析功能配置文件，并根据功能配置文件在本地查找可编程硬件镜像，若找到可编程硬件镜像，则执行步骤b8；若本地没有可编程硬件镜像，则向用户发送指令，请求向网络下载相应镜像，进入步骤b5；

35、步骤b5，用户指定下载镜像的服务器地址和路径，并告知系统控制功能单元；

36、步骤b6，系统控制功能单元通过ftp协议以客户端身份登录服务器，下载可编程硬件镜像；

37、步骤b7，系统控制功能单元下载可编程硬件镜像完毕后，检查镜像完整性和合法性，若镜像完整且合法，则执行步骤b8；若镜像不完整，则删除镜像并重新执行步骤b6；若镜像不合法，则删除镜像并向用户发送告警指令；

38、步骤b8，系统控制功能单元分配所需的硬件资源和功能组件资源，并使用可编程硬件镜像进行软件重构；

39、步骤b9，软件重构成功后，系统控制功能单元向用户发送重构成功指令。

40、本发明与背景技术相比具有如下优点：

41、1、本发明实现了船载卫星动中通地球站系统从“单站单频单功能”向“单站单频多功能”、“单站多频多功能”的转变。

42、2、本发明可以灵活使用多频段卫星天线，同时建立1或2条对星链路，并可以在每条对星链路中灵活重构多种通信波形，建立不同通信网络，提供不同业务服务，业务可灵活承载，从而在有限的卫星通信设备支撑下，实现了船舶平台的对外广域、灵活、机动卫星通信。