一种提供即时通信服务的北斗卫星终端及其通信方法

1.本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及一种提供即时通信服务的北斗卫星终端及其通信方法。


背景技术：

2.传统卫星终端仅支持单一卫星网络内部设备间的通信，也就是说，当且仅当通信双方都持有相同卫星网络的卫星终端时，且信号强度完好，才能完成通信。当通信双方没有使用相同卫星网络设备时，就无法进行通信。传统卫星通信终端都没有融合多个卫星网络，使用非常受限。
3.随着智能终端的普及和移动互联网的飞速发展，即时通信工具已经深入人们的日常生活，几乎每个人、每天都在使用，使用率越来越高。在这样的趋势下，传统卫星终端仍然仅能实现卫星网络内部点对点通信，而无法实现与主流即时通信工具之间的即时通信，不支持社交网络，发展相对滞后，甚至显得与当前社会有点脱节，急需找到突破口迎头赶上。
4.同时，随着智能终端和移动互联网的蓬勃发展，手机短信使用率虽然逐年下降，但是由于其不受app和终端类型的限制，且通信成功率高和实时性强，使用人群依然众多，体量巨大，而传统卫星通信终端卫星网络内部点对点通信的特点，割裂了卫星网络与移动通信网络，无法实现卫星通信与手机短信的互通。
5.卫星通信资源有限，常常出现急需使用而手里没有终端，或者他人正在使用的情况，非常不便。传统卫星终端仅支持单用户的特性，和日益增长的使用需求，矛盾越来越大，急需解决。而共享经济的繁荣，也给卫星通信提供了解决上述问题的思路，从而催生卫星通信资源、卫星通信终端共享使用。同时，当前传统北斗卫星终端仍旧采用串口连接线连接电脑或者是使用蓝牙连接智能终端，之后通过专用的接口软件操控设备进行工作的老旧连接控制模式。此种终端操控方式已沿用二十年之久，虽然比较稳定，但是便利性差，用户体验不是很好。


技术实现要素：

6.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种提供即时通信服务的北斗卫星终端及其通信方法，将卫星网络和互联网之间的通信融合，解决了无法接入互联网的特殊环境下，卫星通信用户与在有互联网环境智能终端用户之间的通信问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了一种提供即时通信服务的北斗卫星终端，包括外置天线模块、射频通道模块、卫星信号处理模块、卫星信息处理模块、移动互联网接入模块和主服务器，所述外置天线模块、射频通道模块、卫星信号处理模块、卫星信息处理模块和主服务器依次电连接，所述移动互联网接入模块和主服务器电连接，其中：
8.外置天线，接收北斗rdss系统与inmarsat、thuraya三大卫星通信系统的信号；
9.射频通道采用低中频方式，经组合和多相滤波，实现信号分离以及镜像抑制；
10.卫星信号处理模块，在同一模块下兼容捕获多系统信号；
11.卫星信息处理模块，进行多系统卫星数据计算、多系统卫星信息融合、通道调度以及其他相关配置；
12.移动互联网接入模块，负责将整个卫星终端接入移动互联网，完成网络通信；
13.主服务器为linux操作系统，进行数据计算、数据存储、数据处理、数据分发，负责给相关应用和服务的运行提供平台。
14.进一步的，所述外置天线模块为多模复用圆极化天线。
15.进一步的，所述射频通道模块包括依次连接的低噪声放大器、下变频器、模数转换器。
16.进一步的，所述卫星信号处理模块包括多系统信号捕获子模块和多系统跟踪通道复用子模块。
17.进一步的，所述卫星信息处理模块包括多系统卫星数据计算子模块、多系统卫星信息融合子模块。
18.一种提供即时通信服务的北斗卫星终端的通信方法，包括卫星信道下行通路，卫星信道上行通路，具体为：
19.1、卫星信道下行通路：
20.1-1、射频通道将外置天线接收的卫星信号通过低噪放、下变频后变频为中频信号，中频信号搭载本地载波后，经滤波、采样和量化，经多系统信号捕获子模块完成信号捕获，之后多系统跟踪通道复用子模块启动工作，同时为卫星信号提供最多48个处理通道；
21.1-2、步骤1-1产生的卫星信息数据流进入卫星信息处理模块，完成多系统卫星数据计算、多系统卫星信息融合、通道调度以及其他相关配置；
22.1-3、卫星信息处理模块将处理过后的卫星信息，通过数据总线传递给主服务器，主服务器上运行着的卫星信息myconnect平台连接服务对接卫星信息，随后对卫星信息进行进一步处理，将需要存储的数据通过给数据存储服务，存入数据库，同时将需要转发给终端用户的数据通过myconnect服务，进行数据分发，推送给通过wifi热点连接到终端的用户；
23.2、卫星信道上行通路：
24.2-1、用户使用智能终端通过所述北斗卫星终端播发的wifi热点连接到所述北斗卫星终端，用户使用智能终端上的myconnect app发送消息给连接其他所述北斗卫星终端的用户，消息通过wifi热点发送给主服务器的myconnect服务，myconnect服务进行分析处理后，将需要存储的数据通过给数据存储服务，存入数据库；
25.2-2、之后通过卫星信息myconnect平台连接服务生成卫星信息接口数据，之后myconnect平台连接服务将处理过后的卫星信息通过数据总线发送给卫星信息处理模块；
26.2-3、卫星信息处理模块根据卫星网络信号强度完成卫星系统通道选择、通道调度以及其他相关配置后生成卫星信息数据流，发送给卫星信号处理模块；
27.2-4、后经射频通道去除载波、上变频，通过外置天线播发出去，以便myconnect平台进行接收。
28.本发明的有益效果是：
29.1、本发明可作为服务器为用户提供各类服务，包括用于即时通信的myconnect服
务和实现与平台进行互联的卫星信息连接服务，并可以播发wifi热点，智能终端用户通过下载myconnect app即可享用局域网内、互联网以及卫星网络的即时通信，在实用性、使用效率和用户体验等方面获得了极大的提升。
30.2、本发明融合了北斗rdss系统与inmarsat、thuraya三大卫星网络，可同时兼收该三大卫星网络的卫星信号，并对信号强度进行动态优选，进行通信，极大的提高了通信成功率和通信效率。
31.3、本发明可以作服务器以供用户使用，并可为用户提供私有化部署，增强了系统的灵活性和便捷性，完全私有化的部署方式也从根本上提高了系统数据的安全性。
32.4、本发明将通过内置卫星信息myconnect平台连接服务，可通过卫星网络或者互联网接入myconnect平台，可谓是为卫星网络与互联网之间的通信搭建了一条横跨天际的高速公路。为身处高山、海岛、海洋、丛林、沙漠、戈壁及高空等无法接入互联网的特殊环境下的用户，开辟了一个与外界顺畅沟通即时通讯的通道。
33.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
34.图1为本发明北斗卫星终端系统架构图。
35.图2为本发明北斗卫星终端硬件架构图。
36.图3为本发明北斗卫星终端主服务器软件架构图。
具体实施方式
37.如图1所示，本发明设计的一种提供即时通信服务的北斗卫星终端，系统架构见图1所示。分体式北斗卫星终端设计，天线独立外置，主机是服务器级的工控机模式，具备充足运算和存储能力。
38.具体包括外置天线模块，射频通道，卫星信号处理模块，卫星信息处理模块、移动互联网接入模块和主服务器几大部分。硬件架构见图2所示。其中：
39.外置天线模块为多模复用圆极化天线，可以接收北斗rdss系统与inmarsat、thuraya三大卫星通信系统的信号。
40.射频通道采用低中频方式，经组合和多相滤波，实现了信号分离以及镜像抑制。
41.卫星信号处理模块可在同一模块下兼容捕获多系统信号，可分为多系统信号捕获子模块和多系统跟踪通道复用子模块两部分，具体由包括低通滤波器、缓存器、fft变换器、峰值检测器等组成。
42.卫星信息处理模块进行多系统卫星数据计算、多系统卫星信息融合、通道调度以及其他相关配置。
43.移动互联网接入模块负责将整个设备接入移动互联网，完成网络通信。
44.主服务器为linux操作系统，进行数据计算、数据存储、数据处理、数据分发，部署有myconnect服务和卫星信息myconnect平台连接服务，给这些服务的运行提供平台。向外辐射wifi热点，供用户连接。如果用户已经有局域网，也可以直接通过wifi或有线方式连入该局域网。从软件架构的角度，可以分为三层，见图3所示。自下而上分别是操作系统层：包
括硬件驱动，文件系统，分时管理和用户交互等功能模块；中间层：包括网络接入管理模块，卫星信息myconnect平台连接模块和数据管理模块；服务上层：包括数据备份及同步服务，数据存储服务，资源分配调度服务，myconnect服务以及用户管理服务。
45.下面按照几部分叙述本发明的基本工作原理：
46.1、卫星信道通路
47.卫星信道下行通路：射频通道将天线接收的卫星信号通过低噪放、下变频后变频为中频信号，中频信号搭载本地载波后，经滤波、采样和量化，经多系统信号捕获子模块完成信号捕获，之后多系统跟踪通道复用子模块启动工作，同时为卫星信号提供最多48个处理通道，产生卫星信息数据流进入卫星信息处理模块，完成多系统卫星数据计算、多系统卫星信息融合、通道调度以及其他相关配置。卫星信息处理模块将处理过后的卫星信息，通过数据总线传递给主服务器。主服务器上运行着的卫星信息myconnect平台连接服务，对接卫星信息，随后对卫星信息进行进一步处理，将需要存储的数据通过给数据存储服务，存入数据库，同时将需要转发给终端用户的数据通过myconnect服务，进行数据分发，推送给通过wifi热点连接到终端的用户。
48.卫星信道上行通路：用户使用智能终端通过本发明播发的wifi热点连接到北斗终端，用户使用智能终端上的myconnect app发送消息给连接其他本发明终端的用户，消息通过wifi热点发送给主服务器的myconnect服务，myconnect服务进行分析处理后，将需要存储的数据通过给数据存储服务，存入数据库。之后通过卫星信息myconnect平台连接服务生成卫星信息接口数据，之后该服务将处理过后的卫星信息通过数据总线发送给卫星信息处理模块。卫星信息处理模块根据卫星网络信号强度完成卫星系统通道选择、通道调度以及其他相关配置后生成卫星信息数据流，发送给卫星信号处理模块，后经射频通道去除载波、上变频，通过外置天线播发出去，以便myconnect平台进行接收。
49.2、网络通道
50.北斗卫星终端主服务器通过自身网卡播发wifi热点，用户使用智能终端连接wifi热点，接入北斗卫星终端主服务器。用户使用智能终端上的myconnect app连接北斗卫星终端上部署的myconnect服务，首先完成登录等相关操作。之后，可以通过wifi热点架设的局域网与其他用户进行包括文字、图片、语音、视频及文件发送等形式的即时通信。
51.当北斗卫星终端无法接入互联网时，启动漫游模式，即可以通过北斗卫星终端上部署的卫星信息myconnect平台连接服务，使用卫星通信信道，连接myconnect平台，进而与通过其他终端接入myconnect平台的myconnect用户通信。
52.当北斗卫星终端通过wifi或有线方式连接的局域网或者使用移动互联网接入模块接入互联网时，采用入网模式，所属myconnect用户即直接通过互联网接入myconnect平台，进而与通过其他终端接入平台的myconnect用户通信。并同时对即时通信等相关数据进行备份和同步。
53.综上，用户在自己的智能终端上下载myconnect后，连接本发明自身播发的wifi热点，即可在本局域网内实现即时通信。用户还可以使用本发明的卫星通信功能，通过接入ptn的myconnect平台，与全球任何一个地点的通信对象进行即时通信。本发明可以同时使用多个卫星网络，跟踪多个系统的卫星，动态选择信号强度高的卫星网络进行通信，从而提高通信成功率。
54.本发明可以为用户提供服务器私有化部署，使得系统更加灵活和使用更加便捷。此外，私有化部署有极大的数据优势，数据完全私有化，可以更好的确保数据安全，而且，进行数据积累后，为后续数据分析提供了数据支撑。
55.本发明将北斗rdss系统与inmarsat、thuraya三大卫星网络进行有效融合，接入myconnect平台后还打通了卫星网络和互联网之间的通信壁垒。从而解决了高山、海岛、海洋、丛林、沙漠、戈壁及高空等无法接入互联网的特殊环境下，卫星通信用户，与在有互联网环境智能终端用户之间的通信问题。
56.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。