本发明涉及通信技术领域,更具体的说,本发明涉及一种卫星链路自动切换的方法。
背景技术:
目前我国卫星领域整体落后于国际水平,但是近年来国家逐步加大了对该部分的投入,虽然中国已经能够自主研制发射高通量卫星,但核心技术和平台性能仍与欧美有较大差距。
传统卫星,大多采用星链结构实现全球卫星通信,大多数传统卫星由于卫星数量多,星链复杂,覆盖范围相对于高通量卫星的固定范围灵活。但是传统卫星由于大多数属于窄带卫星,为此通信资源紧张,通信不流畅等缺点,相比于传统通信卫星,高通量卫星虽然使用相同的频率资源,但通过多点波束、频率复用和高波束增益等关键技术有效提升了通信容量和传输速率,大幅降低了单位带宽的租用成本。
随着第五代移动通信(5g)从标准走向应用,人类正在迈入智能物联网时代,高通量卫星所具备的广覆盖、大带宽和高速率,不仅能够提供回传服务、射频延伸等服务。
现有的通信产品主要存在以下问题:
1)卫星资源紧张:目前大多数卫星用户都使用传统卫星作为通信链路,由于传统卫星宽带窄,轨道低,覆盖区域小,资源分配少,导致使用通道拥塞,不能进行高通道,高清,高品质的使用。对于视频,直播更是无法实现。
2)无法融合链路:针对当前大多天线配套设备,对于不同基带系统的两个卫星网络不能实现无缝切换,如果需要切换至另外的卫星网络只能通过手动实现或者人工协助操作才能完成两个卫星网络的入网流程,入网流程繁琐,大量增加了人力物力。
3)卫星覆盖范围限制:高通量卫星一般是同步卫星,有固定的覆盖范围,使用者在使用过程中,地理位置发生变化导致不在特定范围内,会导致无法通信或者联网。
技术实现要素:
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种卫星链路自动切换的方法,实现多种不同卫星网络之间的自动化切换,不需要人为参与,简化传统的入网流程、人工入网的繁琐流程。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种卫星链路自动切换的方法,其改进之处在于,该方法包括以下的步骤:
s10、卫星的入网,通过向卫星终端设备中导入生成的卫星网络参数,实现卫星的入网;
s20、卫星覆盖范围地图文件的存储,将第一卫星和第二卫星覆盖的地图文件存入卫星终端设备内;
s30、判断当前卫星链路是否有信号,如当前链路有信号,为正常状态,则保持该卫星网络的使用;如当前链路无信号,则为不正常状态,则进入步骤s40;
s40、经纬度的判断,判断当前经纬度是否在卫星的覆盖范围内,当前经纬度在第一卫星的覆盖范围内,第二卫星的覆盖范围未包含了当前经纬度,此时进入步骤s50;当前经纬度在第一卫星的覆盖范围内,第二卫星的覆盖范围也包含了当前经纬度,则自动切换至第二卫星的卫星网络;
s50、卫星网络的选择,判断当前是否进行链路锁定,如未锁定第一卫星的链路,则切换至第二卫星的卫星网络,如锁定了第一卫星的链路,则保持第一卫星的链路。
进一步的,步骤s20中,第一卫星和第二卫星对卫星终端设备进行定位检测,当检测卫星终端设备不在对应覆盖范围内时,则通过卫星终端设备实现网络的自动切换。
进一步的,步骤s20中,在将第一卫星和第二卫星覆盖的地图文件存入卫星终端设备内后,分别对第一卫星和第二卫星的覆盖范围进行调整。
进一步的,步骤s10中,所述的卫星网络参数为opt文件(optionfile)。
进一步的,opt文件中包括有硬件配置、小站名称、general信息、svn数据通道信息、switchconfiguration端口配置、geolocation终端地理位置配置、卫星参数信息、密钥等。
进一步的,所述opt文件的生成包括以下的步骤:
s101、硬件配置;
s102、credentials配置;
s103、svn配置;
s104、小站端口配置;
s105、配置坐标信息,通过对小站的坐标信息配置,对卫星覆盖范围区域做判断;
s106、配置终端sspc信息;
s107、终端版本选择;
s108、找到需要到处配置的终端。
进一步的,步骤s101中,硬件配置包括添加satelliteroute、添加buc、添加lnb、添加acu以及添加terminaltype;其中,
satelliteroute为配置小站使用的modem型号;
添加buc和添加lnb是配置小站使用的buc和lnb,buc对信号进行变频,将信号进行放大,lnb用于对信号进行缩小,将信号的频率变为可用的频率范围;
添加acu是对小站的acu名字和基本参数进行配置;
添加terminaltype,其作用是将硬件配置信息进行搭配组合。
进一步的,步骤s103中,小站的管理和业务以svn来划分,针对于每个svn的地址都不一样,根据ip规划填写每个svn的sat0地址和eth0地址,其中eth0地址包括网络号、子网掩码、有效时间、主备dns、dhcp网关、广播号以及dhcp需要分配的地址段。
进一步的,步骤s104中,小站端口配置是针对不同svn来分配;在业务场景使用过程中,不同的业务会有不同的端口,以此来保证端口不会错乱。
进一步的,步骤s106中,通过终端sspc信息的配置,对小站进行个性化配置。
本发明的有益效果是:解决了现有各种卫星链路与地面网络彼此独立,无法互融互通;使得使用者在全球任何地点、任何时间,都可以与外界进行通信,且针对不同的业务类型进行智能链路判决,选择最适合当前业务类型且最经济实惠的链路。
附图说明
图1为本发明的一种卫星链路自动切换的方法的流程示意图。
图2为本发明的一种卫星链路自动切换的方法的第一实施例图。
图3为本发明的一种卫星链路自动切换的方法的第二实施例图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。另外,专利中涉及到的所有联接/连接关系,并非单指构件直接相接,而是指可根据具体实施情况,通过添加或减少联接辅件,来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征,在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1
参照图1、图2所示,本发明揭示了一种卫星链路自动切换的方法,具体的,该方法包括以下的步骤:
s10、卫星的入网,通过向卫星终端设备中导入生成的卫星网络参数,实现卫星的入网;
卫星入网时,需要手工进行入网,这个过程中导入参数配置,在本实施例中,该配置参数文件即为opt文件,并且,opt文件中包括有硬件配置、小站名称、general信息、svn数据通道信息、switchconfiguration端口配置、geolocation终端地理位置配置、卫星参数信息、密钥等;
需要进一步说明的是,opt文件根据不同基带系统和卫星网络系统中配置不同,本实施例中,opt文件是根据亚太v网的配置步骤做了简要的表述。由于配置的不同,生成的opt文件数量和配置信息也有差别。
s20、卫星覆盖范围地图文件的存储,将第一卫星和第二卫星覆盖的地图文件存入卫星终端设备内;
结合图2所示,本实施例中,第一卫星和第二卫星对卫星终端设备进行定位检测,当检测卫星终端设备不在对应覆盖范围内时,则通过卫星终端设备实现网络的自动切换。每个卫星的覆盖范围都是一定的,不同的卫星有不同的卫星覆盖范围,在使用过程中,船只或者车辆在移动,难免会移动出卫星覆盖范围,对于不在覆盖范围内的用户就会不能使用卫星网络。
s30、判断当前卫星链路是否有信号,如当前链路有信号,为正常状态,则保持该卫星网络的使用;如当前链路无信号,则为不正常状态,则进入步骤s40;
在移动用户使用过程中,有可能因为天线遮挡、抖动等原因导致第一卫星不能上网或者没有信号,采用本方法会根据上网链路信号判断是否通断,在一定时间(可设置)后切换至第二卫星进行网络保证。
s40、经纬度的判断,判断当前经纬度是否在卫星的覆盖范围内,当前经纬度在第一卫星的覆盖范围内,第二卫星的覆盖范围未包含了当前经纬度,此时进入步骤s50;当前经纬度在第一卫星的覆盖范围内,第二卫星的覆盖范围也包含了当前经纬度,则自动切换至第二卫星的卫星网络;
s50、卫星网络的选择,判断当前是否进行链路锁定,如未锁定第一卫星的链路,则切换至第二卫星的卫星网络,如锁定了第一卫星的链路,则保持第一卫星的链路。
在上述的实施例中,第一卫星和第二卫星之间的切换,可以是不同基带的卫星,或者是高通量卫星与传统卫星的切换、亚太v网卫星之间的切换、全球网卫星之间的切换、e网之间的切换。只要有opt文件即可,有卫星覆盖范围的经纬度文件即可。
小站的组成由硬件和软件组成,小站的硬件由天线,acu和modem组成,其中天线包括了buc和lnb、相应的传动机构。天线的作用主要是对卫星进行收发卫星信号。acu的作用主要存储卫星的一些参数,一般和天线是配套使用,acu的指令传送给天线,传动机构带动天线进行动作。modem主要是存储小站的基本信息,包括小站信息,卫星信号的调制等功能。
小站的软件包括了基带系统、acu的软件、modem的软件。基带系统负责小站的参数。基带系统也和卫星的主站连接,小站通过基带作为桥梁,小站对卫星进行锁星,传输信号等功能。acu软件主要是对基带系统的参数,卫星参数进行存储。然后根据参数作用于天线和传动机构,对天线进行寻星,锁星。modem的作用主要是存储小站的基本信息和解调卫星信号,将高频的卫星信号解调为可用的用户信号。基本信息包括小站的序列号,小站的地址,小站开通的svn号等等。
由于卫星链路和系统是一个比较复杂的网络系统,但是在小站端,对于卫星的寻星和卫星参数配置都是由opt文件存储,然而opt文件是在卫星的基带系统中进行一系列配置后,然后进行导出,导出后再次导入modem中,此时,相当于卫星的基带系统和小站之间存储了相同的参数,在modem启动后,acu就会和modem做交互,acu根据配置的参数进行寻星,锁星,然后进行信号传输。信号到达modem中,modem对信号进行解调,然后用户即可使用卫星网络。
基于此,对于步骤s10中,所述opt文件的生成过程,本发明提供了一具体实施例,opt文件的生成包括以下的步骤:
s101、硬件配置;
s102、credentials配置;
s103、svn配置;
s104、小站端口配置;
s105、配置坐标信息,通过对小站的坐标信息配置,对卫星覆盖范围区域做判断;
s106、配置终端sspc信息;
s107、终端版本选择;
s108、找到需要到处配置的终端。
其中,步骤s101中,硬件配置包括添加satelliteroute、添加buc、添加lnb、添加acu以及添加terminaltype;其中,
satelliteroute为配置小站使用的modem型号;针对市场上有不同厂家的modem型号,每种modem型号的性能不同,需要对不同的modem进行选择;
添加buc和添加lnb是配置小站使用的buc和lnb,buc对信号进行变频,将信号进行放大,lnb用于对信号进行缩小,将信号的频率变为可用的频率范围;
添加acu是对小站的acu名字和基本参数进行配置;本方案中,选择使用aim(openamip协议),选择tcp协议连接,输入调制解调器建立openamip连接的天线端口ip地址及端口号,此部分作用是因为acu需要和modem之间进行交互,交互的地址和交互的传输协议需要在此进行配置。
添加terminaltype,其作用是将硬件配置信息进行搭配组合;相当于一个类型定义一个组合,对于每一个天线,一般天线和acu是配套的,但是modem可以进行搭配,针对于一款天线有可能有多种terminaltype。
步骤s102中,credentials配置中,里面全部默认填写idirect,如果不同的基带系统厂家会选择其他厂家,如果配错误会导致终端入网无法上网;还有按照ip规划填写该终端的管理ip地址;选择该终端属于哪个用户(小站一般可以归属于一个用户组)。
步骤s103中,小站的管理和业务以svn来划分,针对于每个svn的地址都不一样,根据ip规划填写每个svn的sat0地址和eth0地址,其中eth0地址包括网络号、子网掩码、有效时间、主备dns、dhcp网关、广播号以及dhcp需要分配的地址段。为此每一个svn作用也不同,比如svn1为管理svn,用于访问设备的,svn1745为voip的,用于voip业务。
步骤s104中,小站端口配置是针对不同svn来分配;在业务场景使用过程中,不同的业务会有不同的端口,以此来保证端口不会错乱。例如上网的svn号为3010,此时给小站的modem配置的端口为3口为上网的端口,此时在系统中分配的3号端口就为3010svn;用户在使用过程中,网线插到3口即可进行上网业务。
步骤s105中,对卫星覆盖范围区域做判断,相当于gps信息,针对于动中通的天线,由于天线在移动过程中,gps会发生变化,同时动中通天线也会自动进行定位,故在此部分不需要配置,针对于固定天线,需要配置固定天线的位置信息。
步骤s106中,通过终端sspc信息的配置,对小站进行个性化配置。在系统中,有若干配置规则sspp,适用此规则是某一类小站,针对某一类小站有一些特定的规则和配置。但是在小站使用过程中,每个小站都会有自己的使用规则,应该选择合适的sspp模板,添加sspc-qos规则,先后添加小站入向和出向qos策略等等,然后应用于小站,便生成了sspc。
步骤s107中,终端版本选择的具体内容:系统中存储了多个终端小站的modem的固件版本,在小站实际使用过程中,正在使用的modem只有一个版本,为此在系统上需要配置要使用的固件版本。目的是为了让终端小站使用的版本和基带系统上的版本保持一致。
步骤s108中,在retrieveactiveoptionfile中将terminal_opt和terminal_lan_opt的内容分别复制到不同的txt文档内。在nmsmanagement里面下载global.pkg文件。在nmsmanagement里面点击networks,点击retrievependingoptionfile,导出相应的constellation_opt复制在新建的txt文档里面,共四个文件即为opt文件。(针对不同的网络会有不同的文件,比如亚太v网opt文件为4个,e网opt文件为1个,全球网opt文件为4个)
实施例2
参照图1和图3所示,本发明还提供了一种卫星链路自动切换的方法。该实施例与实施例1的不同之处仅在于:
步骤s20中,在将第一卫星和第二卫星覆盖的地图文件存入卫星终端设备内后,分别对第一卫星和第二卫星的覆盖范围进行自定义调整。
本实施例中,存储卫星覆盖范围的地图文件,每个卫星的覆盖范围都是一定的,不同的卫星有不同的卫星覆盖范围,在使用过程中,船只或者车辆在移动,难免会移动出卫星覆盖范围,对于不在覆盖范围内的用户就会不能使用卫星网络。
但是一般覆盖范围是很大的,对于一些行程较短的用户来说,在移动过程中不会出卫星范围,使用本方法会将地图文件规定很小,比如卫星覆盖范围为整个中国,但是对于一个用户,只在广东省使用,不能在其他省使用,此时我们可以规定广东省的地图范围,只要用户出了广东省,检测用户的gps不在范围内时,设备会自动根据opt文件进行自动切星,就不能使用第一卫星的资源,只能使用第二卫星的资源。
同时目前高通量卫星为多波束覆盖,比如有卫星有三个波束,每个波束的覆盖范围是不一样的,如果一个用户只规定在波束1内使用波束1的资源,在2和3波束内使用第二卫星的资源,此时采用本设备,将波束1的地图范围文件存储在设备中,当用户移动外波束1之外的范围内,设备会自动切换至第二卫星,让用户使用第二卫星资源。
传统的切换策略与算法,通常是针对某些特定场景、有固定的参数和模型,固定的卫星覆盖范围,无法较好的为种类繁多的业务切换场景提供通信服务。再者,在终端的持续通信过程中,尤其是链路改变或者出现抖动时,卫星移动通信系统中的一些列指标参数、终端相关的参数会发生剧烈变化,这些参数的变化会导致正在执行的切换策略不再适合。如何根据不断变化的外界参数,调整切换策略及其参数值,对相关的参数变化及时作出有效响应,是一个重大挑战。
自适应切换算法能够在不同的场景下,自动调整切换策略及其参数值,尽可能地为终端提供可靠的通信服务,降低服务成本,提供卫星通信的利用率。
本发明公开了一种高通量卫星网络与与传统卫星网络间自动切换的方法,解决了现有各种卫星链路与地面网络彼此独立,无法互融互通;使得使用者在全球任何地点、任何时间,都可以与外界进行通信,且针对不同的业务类型进行智能链路判决,选择最适合当前业务类型且最经济实惠的链路。采用高通量卫星与传统卫星的融合能够实现与地面蜂窝通信的互补互通,而且可以突破无线连接对地面网络的依赖,通过竞争来促进地面网络更好地发展。
本发明的方法包括以下的优点:1、在高通量卫星与传统卫星之间的切换完全实现自动化,不需要人为参与,简化传统的入网流程,人工入网的繁琐流程;2、对于静止轨道的卫星,有其固定的覆盖范围,可以在覆盖范围内自定义通信覆盖范围,提高了服务的多样性;3、针对卫星的覆盖范围与地轨星链全球网之间可以实现任意切换;4、对于切换的日志数据能够进行存储分析;5、能够在覆盖范围内实现卫星链路锁定功能;6、针对第一卫星网络无信号或者遮挡。该方法可以针对第二卫星网络参数,判断第二卫星网络的覆盖范围进行切换,保证通信可靠性;7、针对第一卫星通信资源有限的情况下,可以切换至第二备份卫星通信资源充足的卫星链路。保证其通信质量。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。