基于无线自组网的卫星通信系统及方法与流程

1.本发明涉及通信技术领域，具体而言，涉及一种基于无线自组网的卫星通信系统及方法。


背景技术：

2.卫星通信是指卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面上的卫星终端（地面站）之间通信，卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖。由于卫星工作于几百、几千、甚至上万公里的轨道上，因此卫星通信系统的覆盖范围远大于一般的移动通信系统。
3.卫星通信的实现主要依靠卫星终端和卫星，单个卫星终端（例如天通终端）价格偏贵，且卫星通信的套餐资费也高，因此卫星通信的成本高昂。并且，单个卫星终端的通信使用范围较小。因此，如何降低卫星通信的成本和提高通信使用范围是重大问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于无线自组网的卫星通信系统及方法，其能够降低卫星通信的成本，并提高卫星通信的通信使用范围。
5.为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下。
6.第一方面，本发明实施例提供一种基于无线自组网的卫星通信系统，包括域内卫星终端和多个通信终端，所述域内卫星终端包括无线路由模块，所述多个通信终端通过所述无线路由模块与所述域内卫星终端通信连接；所述域内卫星终端，用于通过所述无线路由模块接收任一所述通信终端发送的无线数据，并将所述无线数据转换为卫星数据，将所述卫星数据通过卫星网络发送至目标卫星终端；所述域内卫星终端，还用于将接收的任一外部卫星终端发送的卫星数据转换为无线数据，并通过所述无线路由模块将所述无线数据发送至所述多个通信终端中的目标通信终端。
7.进一步地，所述域内卫星终端还包括数据串口管理模块和卫星通信模块，所述数据串口管理模块与所述无线路由模块和所述卫星通信模块通信连接；所述卫星通信模块，用于接收外部卫星终端发送的卫星数据，并将所述卫星数据发送至数据串口管理模块，还用于将数据串口管理模块发送的卫星数据发送至目标卫星终端；所述数据串口管理模块，用于将所述无线路由模块发送的无线数据转为卫星数据后发送至所述卫星通信模块，还用于将所述卫星通信模块发送的卫星数据转换为无线数据后发送至所述无线路由模块。
8.进一步地，所述域内卫星终端还包括主控模块；所述主控模块，用于在所述卫星通信模块接收到外部卫星终端发送的关于通话请求的卫星数据时，控制所述无线路由模块将转换为无线数据的通话请求发送至所述多个通
信终端中优先级最高的通信终端；所述主控模块，还用于在所述无线路由模块同时接收到两个及两个以上的所述通信终端发送的关于通话的无线数据时，控制所述无线路由模块选择优先级最高的通信终端作为处理设备，并控制所述无线路由模块将所述处理设备的无线数据发送至所述数据串口管理模块。
9.进一步地，所述主控模块，还用于在所述卫星通信模块接收到外部卫星终端发送的关于短信的卫星数据时，控制所述无线路由模块将转换为无线数据的短信群发至所述多个通信终端；所述主控模块，还用于在所述无线路由模块同时接收到多个所述通信终端发送的关于短信的无线数据时，控制所述无线路由模块按照所述多个通信终端的优先级顺序，将所述无线数据依次发送至所述数据串口管理模块。
10.进一步地，所述域内卫星终端预存有通信表，所述通信表记录有多个通信终端的标识信息；所述主控模块，还用于控制所述无线路由模块仅与所述通信表中的标识信息对应的通信终端进行通信。
11.进一步地，所述主控模块，还用于控制所述无线路由模块将多个所述通信终端的数据共享。
12.进一步地，所述域内卫星终端还包括显控模块；所述显控模块，用于监测并获取所述域内卫星终端、所述无线路由模块和所述卫星通信模块的工作状态，并将所述工作状态进行显示。
13.进一步地，所述卫星通信模块和所述无线路由模块均包括天线单元。
14.第二方面，本发明实施例提供一种基于无线自组网的卫星通信方法，应用于如第一方面所述的域内卫星终端，所述方法包括：接收任一通信终端发送的无线数据，所述无线数据包括目标标识；将所述无线数据转换为卫星数据，并将所述卫星数据通过卫星网络发送至所述目标标识对应的目标卫星终端；接收任一外部卫星终端发送的卫星数据，将所述卫星数据转换为无线数据，并将所述无线数据通过所述无线路由模块发送至多个通信终端中的目标通信终端。
15.进一步地，所述方法还包括：在同时接收到两个及两个以上的通信终端发送的关于通话的无线数据时，选择优先级最高的通信终端作为处理设备，将所述处理设备的无线数据转换为卫星数据，并将所述卫星数据通过卫星网络发送至目标卫星终端；在接收到外部卫星终端发送的关于通话请求的卫星数据时，将所述卫星数据转换为无线数据，并将所述无线数据发送至多个通信终端中优先级最高的通信终端。
16.本发明实施例提供的基于无线自组网的卫星通信系统及方法，域内卫星终端通过无线路由模块与多个通信终端实现通信，且域内卫星终端实现无线数据和卫星数据之间的转换，从而任一通信终端能够通过域内卫星终端与任一外部卫星终端进行卫星通信，即不具有卫星通信功能的通信终端通过域内卫星终端能够与外部卫星终端进行卫星通信，能够极大地降低卫星通信的成本，并提高卫星通信的通信使用范围。
17.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
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
19.图1示出了本发明实施例提供的基于无线自组网的卫星通信系统的方框示意图之一。
20.图2示出了本发明实施例提供的基于无线自组网的卫星通信系统的方框示意图之二。
21.图3示出了本发明实施例提供的基于无线自组网的卫星通信方法的流程示意图。
22.图4示出了图3中步骤s102的部分子步骤的流程示意图。
23.图5示出了图3中步骤s103的部分子步骤的流程示意图。
24.附图标记：100-基于无线自组网的卫星通信系统；110-通信终端；120-域内卫星终端；121-无线路由模块；122-卫星通信模块；123-数据串口管理模块；124-主控模块；125-天线单元；126-显控模块；130-外部卫星终端。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
26.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
27.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
28.卫星通信是指卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面上的卫星终端（地面站）之间通信，卫星通信的主要目的是实现对地面的“无缝隙”覆盖。由于卫星工作于几百、几千、甚至上万公里的轨道上，因此卫星通信系统的覆盖范围远大于一般的移动通信系统。
29.卫星通信系统是指基于同步轨道卫星的卫星移动通信系统，具有通信能力强、机动性能强、隐蔽性好、使用方便的特点，具有广泛的军用、民用应用背景。
30.例如，目前天通一号卫星移动通信系统已经在我国全面覆盖，无任何盲点，不受地
形等因素影响，可以自上而下实现对海洋、山区和高原等无缝覆盖。同时，天通工作频段信号传输损耗小，有利于终端设备的小型化，便于携带。另外，天通除了语音和短息功能外，还可以替代部分北斗短信功能，相比北斗系统实时性更高，能够为宽敏感型应用提供高质量的“准宽带”连接服务。
31.卫星通信的实现主要依靠卫星终端和卫星，卫星终端指的是安装有用于收发卫星通信数据的功能模块（例如，天通卡）的设备。单个卫星终端（例如天通终端）价格偏贵，且卫星通信的套餐资费也高，因此卫星通信的成本高昂。并且，单个卫星终端的通信使用范围较小。因此，如何降低卫星通信的成本和提高通信使用范围是重大问题。
32.基于上述考虑，本发明实施例提供一种基于无线自组网的卫星通信方案，其能够降低用户实现卫星通信的成本，以及提高单个卫星终端实现卫星通信的通信使用范围。
33.在一个实施例中，参照图1，为本发明提供的基于无线自组网的卫星通信系统100，包括域内卫星终端120和多个通信终端110，域内卫星终端120包括无线路由模块121，多个通信终端110通过无线路由模块121与域内卫星终端120通信连接。
34.域内卫星终端120，用于通过无线路由模块121接收任一通信终端110发送的无线数据，并将无线数据转换为卫星数据，将卫星数据通过卫星网络发送至目标卫星终端。
35.域内卫星终端120，还用于将接收的任一外部卫星终端130发送的卫星数据转换为无线数据，并通过无线路由模块121将无线数据发送至多个通信终端110中的目标通信终端110。
36.其中，目标通信终端110可以是一个，也可以是多个。
37.应当理解的是，通信终端110为自身不具备卫星通信功能的终端。
38.在上述基于无线自组网的卫星通信系统100中，域内卫星终端120通过无线路由模块121与多个通信终端110实现通信，且域内卫星终端120实现无线数据和卫星数据之间的转换，从而任一通信终端110能够通过域内卫星终端120与任一外部卫星终端130进行卫星通信，即不具有卫星通信功能的通信终端110通过域内卫星终端120能够与外部卫星终端130进行卫星通信，能够极大地降低用户实现卫星通信的成本，以及提高单个卫星终端实现卫星通信的通信使用范围。
39.无线路由模块121可以是任一种实现无线通信的功能模块，例如，可以是wifi模块，可以是蓝牙模块，还可以是近场通信模块，本发明不作具体限定。
40.详细来讲，通信终端110可以安装有关于卫星通信的应用程序（app），应用程序可以基于通信终端110的操作系统平台进行开发，例如，安卓平台和ios平台。通信终端110可以通过运行该应用程序，与域内卫星终端120进行通信，从而通信终端110能够实现卫星通信相关的业务，例如，拨打卫星电话，发送卫星短信，以及使用卫星数据等。
41.通过无线路由模块121，多个通信终端110处于同一个网段，因此，多个通信终端110之间可以两两通信，例如，聊天和文件传输等。其中，多个通信终端110可以采用tcp/ip的通信方式实现两两通信。与无线路由模块121连接的通信终端110能够看到处于同一网段的其他通信终端110目前的状态。
42.进一步地，参照图2，域内卫星终端120还包括数据串口管理模块123和卫星通信模块122，数据串口管理模块123可以通过有线或无线的方式与无线路由模块121和卫星通信模块122通信连接。
43.卫星通信模块122，用于接收外部卫星终端130发送的卫星数据，并将卫星数据发送至数据串口管理模块123，还用于将数据串口管理模块123发送的卫星数据发送至目标卫星终端。
44.数据串口管理模块123，用于将无线路由模块121发送的无线数据转为卫星数据后发送至卫星通信模块122，还用于将卫星通信模块122发送的卫星数据转换为无线数据后发送至无线路由模块121。
45.详细来讲，任一通信终端110发送至无线路由模块121的无线数据（可以是通话指令、通话数据和短信信息等），其最终目标设备是外部卫星终端130时，无线路由模块121将该无线数据传输至数据串口管理模块123。数据串口管理模块123将该无线数据转换为可以被卫星终端识别的指令的卫星数据，并将该卫星数据发送至卫星通信模块122，卫星通信模块122通过卫星网络将该卫星数据发送至目标卫星终端。
46.当卫星通信模块122接收到外部卫星终端130发送的卫星数据时，将该卫星数据传输至数据串口管理模块123。数据串口管理模块123将该卫星数据转换为通信终端110能够识别的无线数据后，将无线数据发送至无线路由模块121。无线路由模块121将无线数据发送至多个通信终端110中的目标通信终端110。
47.通过数据串口管理模块123的设置，能够实现无线数据和卫星数据之间的相互转换，从而卫星通信模块122有助于实现通信终端110与外部卫星终端130间的卫星通信。
48.正常情况下，在同一时刻域内卫星终端120的卫星通信模块122只支持仅与一个外部卫星终端130进行卫星通信。但是与域内卫星终端120通过无线路由模块121实现通信的通信终端110为多个，容易出现多个通信终端110请求与外部卫星终端130进行通话，或者外部卫星终端130发送关于通话请求的卫星数据至域内卫星终端120上时仅能与一个通信终端110通信的情况。此时，容易出现通信紊乱。
49.为了解决通信终端110与外部卫星终端130间卫星间的通信紊乱的问题。请继续参照图2，域内卫星终端120还包括主控模块124。
50.主控模块124，用于在卫星通信模块122接收到外部卫星终端130发送的关于通话请求的卫星数据时，控制无线路由模块121将转换为无线数据的通话请求发送至多个通信终端110中优先级最高的通信终端110。
51.主控模块124，还用于在无线路由模块121同时接收到两个及两个以上的通信终端110发送的关于通话的无线数据时，控制无线路由模块121选择优先级最高的通信终端110作为处理设备，并控制无线路由模块121将处理设备的无线数据发送至数据串口管理模块123。
52.其中，各个通信终端110的优先级可以由管理人员根据实际情况进行设定。
53.主控模块124获取优先级的方式可以灵活设置，例如，域内卫星终端120可以预先记录有能够与无线路由模块121进行通信的所有通信终端110的优先级。也可以是每个通信终端110记录有自身的优先级，主控模块124可以通过无线路由模块121获取每个通信终端110的优先级。本实施例不作具体限定。
54.应当理解的是，当选定通信终端110时，则后续关于通话的通信数据均会发送至该通信终端110，直至本次通话结束。
55.除了通话之外，通信终端110还可以通过域内卫星终端120与外部卫星终端130间
进行收发短信或指令的信息。
56.故而，主控模块124，还用于在卫星通信模块122接收到外部卫星终端130发送的关于短信的卫星数据时，控制无线路由模块121将转换为无线数据的短信群发至多个通信终端110。
57.其中，主控模块124控制无线路由模块121将转换为无线数据的短信群发至多个通信终端110时，多个通信终端110可以是所有在线的通信终端110，也可以是优先级最高的几个通信终端110。
58.主控模块124，还用于在无线路由模块121同时接收到多个通信终端110发送的关于短信的无线数据时，控制无线路由模块121按照多个通信终端110的优先级顺序，将无线数据依次发送至数据串口管理模块123。
59.数据串口管理模块123将根据无线数据到达的顺序，转换成卫星数据后发送给卫星通信模块122。卫星通信模块122根据卫星数据到达的顺序，依次将各个通信终端110对应的卫星数据发送给目标通信的外部卫星终端130。此时，各个通信终端110的目标通信的外部卫星终端130不相同。
60.例如，通信终端110包括a，b，c和d四个，优先级为：a》b》c》d，则当四个通信终端110同时发起关于短信的无线数据时，先将通信终端110的无线数据转换为卫星数据后发送至目标通信外部卫星终端130，同理，依次处理b，c和d的无线数据。
61.需要说明的是，各个通信终端110与外部卫星终端130通信时，除通话以外，其他通信均可采用上述关于短信的通信方式。
62.为了增加无线路由模块121的无线信号覆盖范围，参照图2，无线路由模块121包括天线单元125。
63.为了能够获取卫星网络，来发送和接收卫星相关的射频天线，请继续参照图2，卫星通信模块122还包括天线单元125。
64.进一步地，为了获知域内卫星终端120各个模块的工作状态，在一种可能的实施例中，请继续参照图2，域内卫星终端120还包括显控模块126，显控模块126用于监测并获取域内卫星终端120、无线路由模块121和卫星通信模块122的工作状态，并将工作状态进行显示。
65.其中，显控模块126可以包括监测单元和显示单元，监测单元可以主动监测各个模块的工作状态，包括但不限于域内卫星终端120的电量，无线路由模块121的收发信息状态，卫星通信模块122的数据收发状态，以及数据串口管理模块123的数据转换状态。
66.也可以为各个模块主动向显控模块126报送自身的状态。本实施例不作具体限定。
67.此外，还可以通过显控模块126进行域内卫星终端120的各个模块的功能设置，例如，设置无线路由模块121的最大连接数，即无线路由模块121只能同时连接的通信终端110的数据小于或等于最大连接数。
68.又例如，可以设置各个通信终端110的优先级，或者设置无线路由模块121可以连接的通信终端110。
69.为了在一定程度上避免其他通信终端110盗用域内卫星终端120的卫星通信资源，在一种可能的实施方式中，域内卫星终端120还预存有通信表，通信表上记录有多个通信终端110的标识信息。
70.主控模块124，用于控制无线路由模块121仅与通信表中的标识信息对应的通信终端110进行通信。
71.此外，与无线路由模块121连接的通信终端110间可以数据共享。例如，通信终端110将要共享的文件或图片等数据发送至无线路由模块121后，无线路由模块121将该数据传输至其他通信终端110，实现数据共享。
72.为了在一定程度上避免信息泄露，提高信息安全，在一种可能的实施方式中，主控模块124，还可以用于控制无线路由模块121将多个通信终端110的数据共享。
73.详细来讲，主控模块124确定可以共享的两个及两个以上的指定通信终端110，并控制无线路由模块121仅在该两个及两个以上的指定通信终端110间进行数据共享。
74.与无线路由模块121连接的多个通信终端110间组成一个局域网，该局域网内的通信终端110可以实现数据共享，且该局域网内的通信终端110两两之间可以通过http协议实现互联互通。
75.应当理解的是，域内卫星终端120可以是天通卫星终端、海事卫星终端、欧星终端和铱星终端等卫星终端中的任一种。
76.本发明提供的基于无线自组网的卫星通信系统100，通过域内卫星终端120的无线路由模块121与多个通信终端110实现无线路由组网，并嵌入卫星通信模块122建成通信终端110的卫星通信。无线路由组网形成的局域网内的通信终端110可以共享域内卫星终端120提供卫星网络，在局域网里面的通信终端110都可以使用卫星网络拨打电话，发短信，以及数据使用。
77.实现一个卫星终端供多个用户共同使用其卫星网络，一个卫星终端实现组建局域网，局域网中的通信终端110都可以实现信息互通，实现资源共享。减少了卫星终端的设备采购费用，降低卫星通信成本。与现有的卫星终端通信方式相比，本发明能够更为合理地利用卫星资源。同时，域内卫星终端120能够通过组建的局域网，可以对局域网里面的通信终端110进行管理，提高信息安全性。
78.在一个实施例中，参照图3，本发明还提供一种基于无线自组网的卫星通信方法，该方法应用于上述实施例的域内卫星终端120，包括以下步骤，s101，接收任一通信终端110发送的无线数据。
79.其中，无线数据包括目标标识。
80.目标标识可以是目标卫星终端的卫星通信卡号，也可以是其他标识。
81.s102，将无线数据转换为卫星数据，并将卫星数据通过卫星网络发送至目标标识对应的目标卫星终端。
82.s103，接收任一外部卫星终端130发送的卫星数据，将卫星数据转换为无线数据，并将无线数据通过无线路由模块121发送至多个通信终端110中的目标通信终端110。
83.其中，s103中的任一外部卫星终端130可以是s102中的目标卫星终端。此时，卫星数据是目标卫星终端针对域内卫星终端120发送的无线数据返回的回应数据。
84.目标通信终端110可以是多个通信终端110的一个或者多个。
85.通过上述方法，不具备卫星通信功能的多个通信终端110可以通过域内卫星终端120与外部卫星终端130进行通信，从而能够极大地降低卫星通信的成本，并提高卫星通信的通信使用范围。
86.进一步地，当通信终端110发送的无线数据是关于通话的数据时，参照图4，本发明提供的基于无线自组网的卫星通信方法还可以包括以下步骤。以下步骤也可以是步骤s102的部分子步骤。
87.s1021，在同时接收到两个及两个以上的通信终端110发送的关于通话的无线数据时，选择优先级最高的通信终端110作为处理设备。
88.s1022，将处理设备的无线数据转换为卫星数据，并将卫星数据通过卫星网络发送至目标卫星终端。
89.当外部卫星终端130发送的卫星数据是关于通话的数据时，参照图5，在一种可能的实施方式中，参见图，本发明提供的基于无线自组网的卫星通信方法还可以包括以下步骤。以下步骤也可以是步骤s103的部分子步骤。
90.s1031，在接收到外部卫星终端130发送的关于通话请求的卫星数据时，将卫星数据转换为无线数据。
91.s1032，将无线数据发送至多个通信终端110中优先级最高的通信终端110。
92.通过上述步骤s1021-s1022，以及s1031至s1032，能够没有卫星通信功能的通信终端110能够有秩序地通过域内卫星终端120与外部卫星终端130进行卫星电话。
93.当通信终端110发送的无线数据是除通话外的数据时，上述步骤s102可以通过以下方式实现：当同时接收到多个通信终端110发送的关于短信的无线数据时，按照多个通信终端110的优先级顺序，将无线数据依次转换为卫星数据，并将卫星数据发送至目标卫星终端。
94.上述步骤s103可以通过以下方式实现：当接收到外部卫星终端130发送的关于短信的卫星数据时，将转换为无线数据，并将该无线数据群发至多个通信终端110。
95.关于基于无线自组网的卫星通信方法的具体限定可以参见上文中对于基于无线自组网的卫星通信系统100的限定，在此不再赘述。
96.上述域内卫星终端120中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于域内卫星终端120中的处理器中，也可以以软件形式存储于域内卫星终端120中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
97.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
98.另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
99.所述功能如果以软件功能模块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-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
100.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。