应用卫星天线进行通信的终端和方法与流程

本发明涉及北斗通信技术领域，尤其是涉及一种应用卫星天线进行通信的终端和方法。

背景技术：

北斗系统通过rdss(radiodeterminationsatelliteservice，卫星无线电测定业务)可实现定位与通信的功能。随着北斗导航系统的发展，北斗rdss通信的应用越来越广泛，例如，海洋浮标及渔业、远洋科考、远程环境监测预警、通航应急通讯与监控等领域。

对于中国本土的用户而言，支持rdss的卫星均位于朝南的方位。假设用户终端的rdss天线按正常法线方向冲天，当用户终端的朝向改变，例如，朝向北方，或者其他偏离北斗卫星所在的方向时，将影响用户终端对rdss信号的接收和发射，进而影响rdss的通信成功率。

针对上述用户终端的朝向改变，影响rdss通信的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应用卫星天线进行通信的终端和方法，以缓解由于终端的卫星天线朝向改变而影响rdss信号的接收和发射的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种应用卫星天线进行通信的终端，该终端安装有北斗基带芯片和至少两个卫星天线通信模块，每个卫星天线通信模块均与北斗基带芯片连接；每个卫星天线通信模块用于接收频点信号，对频点信号进行处理，输出频点数字中频信号，并将频点数字中频信号传输至北斗基带芯片；北斗基带芯片用于接收每个卫星天线通信模块传输的频点数字中频信号，根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，将每个卫星天线通信模块的载噪比进行比对，根据比对结果选择载噪比高的卫星天线通信模块进行通信。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述卫星天线通信模块包括：天线、功分器和射频芯片；该天线用于接收北斗卫星的频点信号；功分器用于将频点信号功分为b1频点信号和s频点信号；并将b1频点信号输送至射频芯片；射频芯片用于根据b1频点信号输出b1频点数字中频信号，并将b1频点数字中频信号传输至北斗基带芯片。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述卫星天线通信模块还包括滤波器；该滤波器包括b1频点声表滤波器和s频点声表滤波器；b1频点声表滤波器和s频点声表滤波器分别设置在功分器的输出通路上，对功分器输出的b1频点信号和s频点信号进行滤波处理。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，上述终端还包括rdss射频芯片，该rdss射频芯片分别与北斗基带芯片以及每个卫星天线通信模块连接；rdss射频芯片用于接收s频点信息，产生s频点数字中频信号，并将s频点数字中频信号传输至北斗基带芯片；北斗基带芯片还用于接收s频点数字中频信号，根据与s频点数字中频信号对应的报文通信信息产生调制信号；并将调制信号返回至rdss射频芯片；rdss射频芯片还用于对调制信号进行调制，产生l频点入站信号，并将l频点入站信号通过当前选择的卫星天线通信模块进行发射。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述终端还设置有功率放大器，该功率放大器设置在rdss射频芯片和天线的通路上；北斗基带芯片还用于生成基带信号，控制功率放大器，以对l频点入站信号进行放大处理。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，上述终端还包括射频开关，射频开关包括下传射频开关和上传射频开关；每个射频开关分别设置在每个卫星天线通信模块与北斗基带芯片的通路上；北斗基带芯片还用于根据比对结果设置使能信号；使能信号用于控制每个射频开关的通断，以选通卫星天线通信模块的上传信道和下传信道。

第二方面，本发明实施例还提供了一种应用卫星天线进行通信的方法，该方法应用于第一方面所述的终端中的北斗基带芯片，包括：通过终端的各个卫星天线通信模块分别获取频点数字中频信号；根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比；对载噪比进行比对；根据比对结果，选取载噪比高的卫星天线通信模块进行北斗卫星通信。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，上述终端还包括多个射频开关；每个射频开关分别设置在每个卫星天线通信模块与北斗基带芯片的通路上；上述根据比对结果，选取载噪比高的卫星天线通信模块进行北斗卫星通信包括：根据比对结果设置使能信号；将使能信号发送至射频开关，以控制卫星天线通信模块相应的射频开关的通断，选通相应的卫星天线通信模块进行北斗卫星通信。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，上述方法还包括：预先根据卫星天线通信模块的数量进行多频点设置，以获取多个卫星天线通信模块的频点数字中频信号。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，上述根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，具体包括：按照预先设置的更新频率获取频点数字中频信号，根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的应用卫星天线进行通信的终端和方法，通过在终端上安装多个卫星天线通信模块，并将多个卫星天线通信模块与北斗基带芯片连接，能够通过每个卫星天线通信模块接收频点信号，并向北斗基带芯片输出频点数字中频信号，使北斗基带芯片根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，并进行载噪比的比对，选择载噪比高的卫星天线通信模块进行通信，能够在终端的朝向改变时，选择卫星信号强的卫星天线通信模块进行通信，在一定程度上避免了终端朝向的改变对rdss信号的接收和发射的影响，有助于保障终端的通信成功率。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种应用卫星天线进行通信的终端的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种卫星天线通信模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种北斗基带芯片的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种rdss射频芯片和射频开关的连接示意图；

图5为本发明实施例提供的一种应用卫星天线进行通信的终端的通信连接示意图；

图6为本发明实施例提供的一种应用卫星天线进行通信的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，对于我国用户而言，支持rdss的卫星均位于朝南的方位，当用户通过终端利用卫星天线进行通信时，如果朝向北方或者终端的朝向不稳定时，就会影响rdss信号的接收和发射，导致利用卫星天线进行通信的成功率降低。基于此，本发明实施例提供的一种应用卫星天线进行通信的终端和方法，以提高利用卫星天线进行通信的成功率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种应用卫星天线进行通信的终端进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供的一种应用卫星天线进行通信的终端安装有北斗基带芯片和至少两个卫星天线通信模块，每个卫星天线通信模块均与北斗基带芯片连接；图1示出了本发明实施例提供的一种应用卫星天线进行通信的终端的结构示意图，为了便于说明，图1所示的终端包含了两个卫星天线通信模块20，还包括北斗基带芯片10。

具体实现时，每个卫星天线通信模块20用于接收频点信号，对频点信号进行处理，输出频点数字中频信号，并将频点数字中频信号传输至北斗基带芯片10；

北斗基带芯片10用于接收每个卫星天线通信模块传输的频点数字中频信号，根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，将每个卫星天线通信模块的载噪比进行比对，根据比对结果选择载噪比高的卫星天线通信模块进行通信。

应当理解，图1仅仅是本发明实施例所述的终端的结构示意图，而不是唯一的结构图，在其他实施例中，上述卫星天线通信模块的数量还可以有其他的数量，具体以实际使用情况为准，本发明实施例对此不进行限制。

本发明实施例提供的应用卫星天线进行通信的终端，通过在终端上安装多个卫星天线通信模块，并将多个卫星天线通信模块与北斗基带芯片连接，能够通过每个卫星天线通信模块接收频点信号，并向北斗基带芯片输出频点数字中频信号，使北斗基带芯片根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，并进行载噪比的比对，选择载噪比高的卫星天线通信模块进行通信，能够在终端的朝向改变时，选择卫星信号强的卫星天线通信模块进行通信，在一定程度上避免了终端朝向的改变对rdss信号的接收和发射的影响，有助于保障终端的通信成功率。

实施例二：

在实际使用时，上述终端安装的卫星天线通信模块的数量优选为两个，本实施例以安装有两个卫星天线通信模块的终端为例进行说明。

优选地，上述两个卫星天线通信模块在上述终端接收频点信号的一侧对称设置，例如，左右对称设置等。

具体地，上述卫星天线通信模块包括：天线、功分器和射频芯片；图2示出了一种卫星天线通信模块的结构示意图，同样，以两个卫星天线通信模块为例进行说明，包括天线201a和天线201b，功分器202a和功分器202b，射频芯片203a和射频芯片203b，进一步，天线201a和天线201b用于接收北斗卫星的频点信号；功分器202a和功分器202b用于将频点信号功分为b1频点信号和s频点信号；并将b1频点信号分别输送至射频芯片203a和射频芯片203b；射频芯片203a和射频芯片203b用于根据b1频点信号输出b1频点数字中频信号，并将b1频点数字中频信号传输至北斗基带芯片。

具体地，图2中所示的天线201a和天线201b优选为rdss/rnss(radionavigationsatellitesystem，卫星无线电导航业务)双模天线，进一步，图2中所示的功分器202a和功分器202b均为一分二功分器，在实际使用时，上述频点信号一般包含b1频点信号和s频点信号，即图2中的b1/s频点信号，将频点信号通过功分器，可以将b1频点信号和s频点信号分开，进而使b1频点信号输入至射频芯片，以产生b1频点数字中频信号，即图2中的b1_if信号。

优选地，上述卫星天线通信模块还包括滤波器；该滤波器包括b1频点声表滤波器和s频点声表滤波器；如图2所示的b1频点声表滤波器204a和204b，以及s频点声表滤波器205a和205b。b1频点声表滤波器和s频点声表滤波器分别设置在功分器的输出通路上，对功分器输出的b1频点信号和s频点信号进行滤波处理。

基于图2所示的卫星天线通信模块的结构示意图，本发明还提供了一种北斗基带芯片的结构示意图，如图3所示，对应于图2中的两个卫星天线通信模块，图3所示的北斗基带芯片10包括两个载噪比计算单元101a和101b，还包括处理器，其中，处理器的功能通过arm(advancedriscmachines，处理器)核102实现，处理器还设置有载噪比比对单元103，两个卫星天线通信模块输出的b1频点数字中频信号，即图3中的两路b1_if信号分别传输至北斗基带芯片10的载噪比计算单元以计算每一个卫星天线通信模块对应的载噪比，将载噪比传输至载噪比比对单元103进行比对后输出使能信号rf_en，通过使能信号选通载噪比高的卫星天线通信模块进行通信。

具体实现时，上述终端还包括rdss射频芯片，该rdss射频芯片分别与北斗基带芯片以及每个卫星天线通信模块连接，用于接收s频点信息，产生s频点数字中频信号，并将s频点数字中频信号传输至北斗基带芯片；北斗基带芯片还用于接收s频点数字中频信号，根据与s频点数字中频信号对应的报文通信信息产生调制信号；并将调制信号返回至rdss射频芯片；rdss射频芯片还用于对调制信号进行调制，产生l频点入站信号，并将l频点入站信号通过当前选择的卫星天线通信模块进行发射。

进一步，上述终端还包括射频开关，射频开关包括下传射频开关和上传射频开关；每个射频开关设置在卫星天线通信模块与北斗基带芯片的通路上；北斗基带芯片还用于根据比对结果设置使能信号；根据使能信号控制每个射频开关的通断，以选通卫星天线通信模块的上传信道和下传信道。

图4示出了一种rdss射频芯片和射频开关的连接示意图，如图4所示，rdss射频芯片与北斗基带芯片直接连接，射频开关设置在每个卫星天线通信模块与北斗基带芯片连接的通路上，同时，射频开关也与rdss射频芯片连接，具体实现时，北斗基带芯片10载噪比比对单元103比对载噪比后，根据比对结果对使能信号进行设置，例如，天线201a所在的卫星天线通信模块的载噪比高于天线201b所在的卫星天线通信模块的载噪比时，该使能信号rf_en设置为1，否则设置为0，其中，该使能信号rf_en通过图3中所示的使能端口gpio输出。

以该使能信号为1为例进行说明，北斗基带芯片10输出使能信号rf_en＝1，即天线201a所在的卫星天线通信模块的载噪比高于天线201b所在的卫星天线通信模块的载噪比，先控制射频开关205a的选通，此时使能信号rf_en＝1，射频开关205a选通天线201a的s频点信号，s频点信号经过rdss射频芯片30处理后产生s频点数字中频信号s_if，北斗基带芯片10接收s频点数字中频信号进行处理并根据要发送的报文通信信息产生调制信号bpsk，bpsk调制信号经rdss射频芯片30调制后产生l频点入站信号。由于使能信号rf_en＝1，此时，射频开关205b选通天线201a进行l频点入站信号的发射。

优选地，上述终端还设置有功率放大器(简称功放)，如图4所示的功放206，该功率放大器设置在rdss射频芯片30和天线的通路上；北斗基带芯片10还用于生成基带信号，例如，图3和图4中所示的基带信号pa_en，通过基带信号pa_en控制该功率放大器，以对l频点入站信号进行放大处理。其中，图4中所示的功放206设置在射频开关205b之前，即，l频点入站信号输送至射频开关205b之前，已经经过功率放大器放大，因此，此时的射频开关205b需选用高功率的射频开关。不失一般性，该射频开关205b也可以使用普通射频开关，此时，功放206可以置于射频开关205b之后。

本发明实施例提供的应用卫星天线进行通信的终端，通过在终端上安装多个卫星天线通信模块，并将多个卫星天线通信模块与北斗基带芯片连接，能够通过每个卫星天线通信模块接收频点信号，并向北斗基带芯片输出频点数字中频信号，使北斗基带芯片根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，并进行载噪比的比对，选择载噪比高的卫星天线通信模块进行通信，能够在终端的朝向改变时，选择卫星信号强的卫星天线通信模块进行通信，在一定程度上避免了终端朝向的改变对rdss信号的接收和发射的影响，有助于保障终端的通信成功率。

实施例三：

在上述实施例一和实施例二的基础上，本发明实施例还提供了一种应用卫星天线进行通信的终端的通信连接示意图，如图5所示。

通常，北斗卫星的b1频点信号和b2频点信号为民用信号频段，在实际使用时，多使用b1频点信号进行通信，因此，对应b1频点信号的器件比较普遍，价格也比较便宜，因此，图5所示的功分器202a和202b，射频芯片203a和203b，以及北斗基带芯片10等器件，都可以选择适用于处理b1频点信号的器件。

基于图5所示的通信连接示意图，本发明实施例提供了一种应用卫星天线进行通信的方法，该方法应用于实施例一和实施例二所述的终端中的北斗基带芯片，图6示出了一种应用卫星天线进行通信的方法的流程图，该方法以上述终端安装有两个卫星天线通信模块为例进行说明，包括以下步骤：

步骤s602，通过终端的各个卫星天线通信模块分别获取频点数字中频信号；如图5所示的频点数字中频信号b1_if。

具体实现时，天线201a和201b接收b1/s信号，分别通过1分2功分器202a和202b功分后各选1路信号通过b1频点声表滤波器204a和204b，输出b1频点射频信号，2路b1频点射频信号分别进射频芯片203a和203b产生2路频点数字中频信号b1_if。

具体地，该频点数字中频信号b1_if的获取过程还可以参照上述实施例二所述的图2的内容，本实施例对此不在赘述。

步骤s604，根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比；

步骤s606，对载噪比进行比对；

具体地，该载噪比的计算和比对过程在北斗基带芯片10中进行。

步骤s608，根据比对结果，选取载噪比高的卫星天线通信模块进行北斗卫星通信。

在实际使用时，上述终端还包括多个射频开关；每个射频开关分别设置在每个卫星天线通信模块与北斗基带芯片的通路上；基于此，上述步骤s608所述的卫星天线通信模块的选取过程包括：(1)根据比对结果设置使能信号；(2)将使能信号发送至射频开关，控制卫星天线通信模块相应的射频开关的通断，以选通相应的卫星天线通信模块进行北斗卫星通信。

具体地，以图5所示的通信连接示意图为例进行说明，上述北斗基带芯片10根据比对结果输出使能信号rf_en，先控制射频开关205a，当rf_en为1时射频开关205a选通支路1(天线201a所在支路)s频点信号，当rf_en为0时射频开关205a选通支路2(天线201b所在支路)s频点信号；s频点射频信号通过rdss射频芯片处理后产生s频点数字中频信号s_if，s频点数字中频信号进北斗基带芯片10处理后产生bpsk调制信号，bpsk信号通过rdss射频芯片30调制后产生l频点入站信号，同时，北斗基带芯片10再通过基带信号pa_en信号控制功率放大器(功放206)对l频点入站信号进行放大处理；继续用rf_en信号控制射频开关205b，当rf_en为1时射频开关205b选通支路1(天线201a所在支路)发射l频点入站信号，当rf_en为0时射频开关205b选通支路2(天线201b所在支路)发射l频点入站信号。

其中，上述卫星天线通信模块的选取过程还可以参照上述实施例二所述的图4的内容，本实施例对此不在赘述。

本发明实施例提供的应用卫星天线进行通信的方法，通过在终端上安装多个卫星天线通信模块，并将多个卫星天线通信模块与北斗基带芯片连接，能够通过每个卫星天线通信模块接收频点信号，并向北斗基带芯片输出频点数字中频信号，使北斗基带芯片根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，并进行载噪比的比对，选择载噪比高的卫星天线通信模块进行通信，能够在终端的朝向改变时，选择卫星信号强的卫星天线通信模块进行通信，在一定程度上避免了终端朝向的改变对rdss信号的接收和发射的影响，有助于保障终端的通信成功率。

优选地，上述方法还包括：预先根据卫星天线通信模块的数量进行多频点设置，以获取多个卫星天线通信模块的频点数字中频信号。现国内北斗基带芯片均可灵活配置多个rnss频点，具体的设置情况，可以根据实际使用情况进行设置，本发明实施例对此不进行限制。

进一步，上述根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，具体还包括：按照预先设置的更新频率获取频点数字中频信号，根据频点数字中频信号计算每个卫星天线通信模块的载噪比，以及按照上述更新频率计算所述载噪比，以更新当前选取的卫星天线通信模块。

在实际使用时，由于基带环路更新频率一般为1ms，因此，上述更新频率可以设置成1000hz，以适用于高海况高频率浪涌环境下的rdss浮标通信、高姿态变化率下的航空rdss通信等应用，例如，可以将上述应用卫星天线进行通信的终端设置在飞行器或者潜艇等设备上，以实现在上述高海况高频率浪涌环境下应用卫星天线进行通信，保证通信的成功率。

本发明实施例提供的应用卫星天线进行通信的方法，与上述实施例提供的应用卫星天线进行通信的终端具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的应用卫星天线进行通信的方法以及终端的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。此外，本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。