[发明专利]升级卫星通信的方法以及升级型卫星通信系统

说明书

本发明涉及一种升级卫星通信系统的方法，包括：提供待升级的卫星通信系统，所述卫星通信系统包括：主控站，其被配置为控制和管理整个卫星通信系统；信关站，其被配置为提供业务数据的地面交互；以及卫星，其被配置为给终端设备提供业务数据的卫星接入；以及提供增强型信关站，所述增强型信关站被配置为提供用户管理功能。本发明还涉及一种升级型卫星通信系统。通过该方法或系统，可以基于宽带通信业务的需求变化进行系统的灵活升级扩展，以满足宽带运控的需求并提高系统响应速度。

技术领域

本发明总体而言涉及卫星通信领域，具体而言，涉及一种升级卫星通信的方法。此外，本发明还涉及一种升级型卫星通信系统。

背景技术

运控系统是卫星系统管理和控制的核心，但相对于地面移动通信系统而言，卫星通信系统产业规模相对小，各系统独立设计，没有形成统一标准，因此系统组网架构差异性大，其运控系统的差异也比较大。

与高通量的高轨卫星(GEO)的运控系统相比，宽带低轨卫星(LEO)的通信系统的通信容量更高，组网规模更大，因为卫星和用户都在移动。特别是卫星相对地表的高速运动，带来了一系列问题、例如网络覆盖和容量动态变化、多星资源动态调配、系统可靠性和稳定性维持等，这给运控系统的设计带来巨大挑战。目前还没有成熟商用、可直接应用的低轨宽带卫星运控技术。

铱星(Iridium)系统是目前在轨运行比较成功的低轨卫星通信系统，采用星上存储转发，其运控系统称之为系统控制段(SCS)，是铱星系统的核心管理部分，管理和控制着铱网络中的所有单元，它提供卫星星座的运行支持和控制，把卫星跟踪数据传输给信关站，利用寻呼终端控制器(MTC)完成目的段控制。国外宽带高通量卫星系统比较有代表性的主要有美国卫讯Viasat-1和休斯Jupiter。Viasat-1的运控系统主要通过网络管理子系统(NMS)、运行支撑子系统(OSS)和业务支撑子系统(BSS)管理卫星网络和用户服务，整个运控系统采用集成管理架构(IMF)，遵从IETF管理系统标准，使得系统可以采用成熟的商用网管设备，开发、建设和使用成本都比较低。运控系统的主要功能包括用户管理、服务定义/服务计划/服务使能、计费管理、网络管理(故障/配置/性能/安全)、资源管理、虚拟网络运营商/零售商管理、冗余备份等。Jupiter卫星系统的运控系统采用集成一体化的网络管理系统(NMS)来管理和监控整个网络，通过简单易用的用户图形接口(GUI)实现系统配置、信关站管理、终端管理、网络诊断等功能，此外，NMS还从逻辑上将网络资源(如带宽等)进行划分，从而支持″主运营商-虚拟运营商″模式，一网公司(OneWeb)的地面运控系统也将采用休斯公司的Jupiter技术。

国内卫星通信系统经过了二十多年的发展，运控系统也从单层单一网络的运控体系架构发展成为支持多网络融合的系统运行控制和网络管理两级分工明确的运控体系架构，其中运行控制系统负责整个多媒体卫星通信系统的网络规划、组网应用/任务保障、资源调配和优化，确保系统稳定、可靠、安全、高效地运行在性能最佳状态。网络管理系统按照运控系统资源规划结果，负责所属网络的管理、优化与业务支撑。

国内高通量宽带卫星运控系统以中星-16为代表。中星-16运控系统采用以色列Gilat公司的TotalNMS产品，支持不同大小VSAT网络的灵活可伸缩部署，在功能上除一般的网管功能以外，还支持多种类型的虚拟化运营，如自建主站的Hardware VNO、共享主站的Software VNO、共享空间资源的Cloud VNO，是一种成熟的GEO高通量卫星运控系统设计方案。

由于铱星运控系统采用窄带通信系统的架构，其运控系统地面站的高速数据处理与交换能力薄弱，相对于铱星的电路交换支持语音，宽带通信系统采用IP交换，需要具备宽带接入核心网，同时铱星的系统通信数据量较小，对运控系统的规划简单，无需根据业务需求变化进行系统的动态调整，以实现系统传输容量的扩展。而其他的高轨系统的地面运控系统功能简单，系统采用透明转发模式，无需进行卫星星座的网络路由规划，无需考虑低轨卫星高速运动带来的用户链路和馈电链路快速切换；同时，由于单星模式，仅需完成单颗卫星的运行控制，无需考虑基于多站部署扩展。