[发明专利]一种基于编队卫星的星间通信系统及方法

权利要求书

1.一种基于编队卫星的星间通信系统，其特征在于，该系统包括全向信号收发的通信天线组阵，多通道搜索/捕获/跟踪的星间链路终端，用于星间数据收发和筛选的处理器，射频通道，星间链路管理单元和星间基带，其中，

所述通信天线组阵中的天线采用反向布局，两幅相反指向的天线方向图组成全向覆盖的天线阵方向图，

所述星间链路管理单元控制至少两路星间基带对一组星间射频通道的数据进行收发处理，所述星间链路管理单元采用多通道并行捕获技术同时对空域中的同一集群卫星信号进行搜索，

通过队列式多路由通信技术，直接或间接地对集群中所有卫星的星间信息进行交换，采用转发时延动态优化技术，处理器根据当前数据的优先级确定发送时机，将重要数据的转发时延降到最低，采用多路信息优选技术，处理器根据时标特性对多通道输出的数据进行筛选，

所述两路星间基带、射频通道、通信天线组阵组成的星间链路实现星间数据的异源同步收发，每颗卫星的星间链路同时对它星的至少两路异源信号进行捕获、跟踪及选择，自主地根据当前星间距离、星间通信情况进行速率调整，星间链路的工作模式配置和控制由星间链路管理单元统一进行同步管理。

2.如权利要求1所述的星间通信系统，其特征在于，在远距离星间通信的情况下，

将与卫星+X轴和-X轴平行的星间发射、接收天线按照预先计算的指向调整角度调整星间发射、接收天线的方位，从而使星间发射天线、接收天线波束电轴法向分别相对于卫星的+X轴和-X轴方向偏置固定角度，重新构建星间通信链路，使星间通信视场恢复；

星间发射天线、接收天线采用具有波束窄、增益高的天线以补偿远距离通信时信号能量的衰减；

采用卷积编码作为信道编码方式，在星间发射设备上对信息进行卷积编码，在星间接收设备上对信息进行维特比译码，降低接收设备的解调门限和接收解调误码率，提高信道的链路余量。

3.如权利要求1或2所述的星间通信系统，其特征在于，各个通道各自对集群中的其它卫星发出的星间信号进行并行搜获，当某个通道对应的对方卫星星间天线视场可见时，其信噪比升高到足以保证完成捕获，捕获后该通道即转入连续跟踪模式，

所述队列式多路由通信技术的通信协议设计为：星间信息采用分帧分块的方式占用星间物理信道，每秒一帧，每帧数据分为三块，其中，首块发送本星坐标数据，次块发送主星坐标数据，第三块发送集群平台数据，第三块内部采用分页传输方式，通过该信息帧的广播和交换，集群中的任意卫星能够直接或间接获取其他卫星的信息。

4.如前述权利要求之一所述的星间通信系统，其特征在于，

组成编队的低轨道微小卫星在轨道周期的初始时刻构成带有几何中心点的圆形拓扑结构，位于几何中心点的卫星为编队的中心卫星，其他卫星在圆周上均匀分布，轨道周期初始时刻设为中心卫星经过赤道平面的时刻；

配置的星间链路采用均匀分布原则，避免链路重叠造成编队内部通信干扰，将各圆周卫星沿拓扑边界两两相连构成闭合环形；

中心卫星对地为正视状态，圆周上各卫星对地为侧视状态且沿着空间拓扑半径向外发散。

5.如前述权利要求之一所述的星间通信系统，其特征在于，该系统还包括测控前端设备和遥控终端，所述测控前端设备包括两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端包括两个遥控机，所述两个S扩频应答机通讯连接至地面测控站，所述中继S频段设备通讯连接至中继卫星，所述遥控终端的两个遥控机连接至所述两个S扩频应答机和中继S频段设备，所述遥控终端接收用户指令，根据指令计算优先连接所述两个S扩频应答机之一或中继S频段设备。

6.如前述权利要求之一所述的星间通信系统，其特征在于，

所述中继S频段设备通过Ks/S反射面天线与中继卫星进行通信，

所述两个S扩频应答机同频异码，对外接口相同，

所述两个扩频应答机通过测控中心连接至地面测控站。