[发明专利]空间互联网信息服务系统及方法

说明书

一种空间互联网信息服务方法，包括以下步骤：提供一种空间互联网信息服务系统，该空间互联网信息服务系统包括多个具有移动通信载荷的通信卫星、一地面数据中心和多个地面用户终端，所述地面用户终端包括至少一个地面位置固定数据终端、至少一个通信终端和至少一个广播终端；所述移动通信载荷在所述空间互联网信息服务系统开机或者复位后采用缺省设置分配无线信道和使用无线信道；所述移动通信载荷采集用于优化无线信道分配和使用的有用信息；所述移动通信载荷根据采集的有用信息分配信道，获得信道分配结果；以及所述移动通信载荷根据所述信道分配结果使用信道。

技术领域

本发明涉及一种信息服务系统及方法，尤其是一种基于时空基准的空间互联网信息服务系统及方法。

背景技术

低轨道卫星星座是十几颗至几十颗低轨道运行的小型卫星，分若干个轨道，每轨道若干颗卫星，在若干个轨道面绕地球旋转，且相邻两个轨道面在经度上具有相等的距离。低轨道卫星移动通信系统作为移动通信中继站，这好比把陆地蜂窝移动通信系统安装在卫星上，对地面形成无线蜂窝覆盖，把整个地球表面都覆盖在内，可提供电话、数据和多媒体等业务。随着移动互联网的迅速发展，低轨道卫星移动通信系统的核心应用向互联网变迁，因此低轨道卫星移动通信系统也称作空间互联网。

在移动通信中，多个用户采用提前定义好的技术方法接入信道共享同一通信资源，这种技术称作多址技术，也称作接入技术。常见的多址技术包括时分多址、频分多址和码分多址。在现代通信系统中，通常将这几种多址技术混合使用，即先用频分多址的方式将可用频率资源分配为多个频道，然后在同一个频道内，多个终端又采用时分多址和码分多址接入。从通信架构看，最广泛使用的是有中心的星形通信架构，即多个移动通信终端总是与中心节点通信，这个中心通信节点称作基站，通信链路被分为上行链路和下行链路。上行链路是移动通信终端到基站的通信链路，下行链路是基站到移动通信终端的通信链路。无论采用什么样的多址技术，都要解决信道分配问题，以保证：（1）多个终端都在恰当时间点发送数据给基站，从而充分的利用上行链路，并将相互间的通信干扰降到最低甚至彻底消除；（2）充分的利用下行链路将数据发送或者广播给终端。

在低轨道卫星移动通信系统中，卫星相当于是一个放到轨道上的基站，其覆盖范围大，且覆盖范围会随着卫星运动而迅速移动。比如位于800公里轨道的低轨道移动通信/互联网卫星，其覆盖范围为2400公里，运行速度为7.5公里每秒，接近第一宇宙速度。在这种情况下，如何综合考虑各种因素优化信道资源分配和使用，就成为一个既不同于传统地面移动通信，又不影响卫星无线资源使用效率的关键问题。

另外，在时分多址的通信系统里，人们通常将可用通信时间分为多个时隙，每一个时隙就是一个信道。在频分多址的通信系统里，人们将可用的频率分成多份，每一份就是一个信道。在码分多址的系统中，人们通过不同的扩频码来区分不同的用户，每一个扩频码就是一个信道。在实际系统中，通常频分、码分和时分以不同的方式组合使用，所述的信道资源就变成了由时间、频率和扩频码所代表的三维空间中的不同形状的“三维块儿”。恰当的使用和分配无线信道是移动通信中的一个基本问题。

基本的空间移动通信系统是由多个通信卫星尤其是低轨通信卫星和地面用户终端构成的通信网络。为了支持广播业务，还需要一个地面数据中心生成广播业务数据并上传到卫星，让卫星广播给用户。

这种空间移动通信系统与地面移动通信系统的主要不同之处包括：

（1）移动通信基站与用户的运动关系不同。在空间移动通信系统中，用户和卫星之间的空间关系一直处于快速的变化之中，相比于卫星的运动速度和尺度，可以认为用户是基本不动的，而天上的卫星所携带的移动通信载荷（即卫星移动通信基站）在快速运动，这与地面移动通信的情形恰好相反。