本发明公开了一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制方法及装置，涉及卫星通信系统领域。本发明由相控阵波束捷变控制模块、星载解调模块、星载调制模块、相控阵天线模块和地面用户组成，完成星上自主控制，星地系统同步，相控阵天线发射波束同星载发射信号的同步，相控阵天线接收波束同地面用户发射信号的同步，满足用户通信的要求。本发明特别适用于对通信范围广的卫星通信系统，同时也特别适合低轨卫星通信系统。
1.一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）星上产生上行捷变信息和下行捷变信息，并接收下行基带数据，将下行基带数据转换成下行突发信号，使用下行捷变信息完成下行突发信号和相控阵天线发射波束切换时间的同步控制，生成下行无线突发信号送给地面用户；
（2）地面用户接收下行无线突发信号，完成定时控制，根据定时控制向星上发送上行无线突发信号；
（3）星上依据上行捷变信息进行波束指向控制，完成地面用户发射上行无线突发信号和相控阵天线接收波束切换时间的同步控制；
其中，步骤（1）中所述的使用下行捷变信息完成下行突发信号和相控阵天线发射波束切换时间的同步控制，具体过程为：（101）根据下行捷变信息，生成调制控制指令，在规定时刻依据调制控制指令将下行基带数据转换成逐突发变化下行突发信号；
（102）根据下行捷变信息，在规定时刻控制相控阵发射波束的指向，将下行突发信号转换成下行无线突发信号，按照下行捷变信息发送给地面用户；
（301）根据上行捷变信息控制相控阵天线接收波束的指向，将地面用户发送的上行无线突发信号转换成上行突发信号；
（302）根据上行捷变信息，解析出工作模式，根据工作模式逐突发对上行突发信号进行解调和译码处理，生成上行基带数据输出；
2.一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制装置，其特征在于，包括相控阵波束捷变控制模块（1）、星载解调模块（2）、星载调制模块（3）和相控阵天线模块（4）；
相控阵波束捷变控制模块（1），用于产生上行捷变信息和下行捷变信息，并接收下行基带数据，将上行捷变信息送给星载解调模块（2）和相控阵天线模块（4），将下行捷变信息送给星载调制模块（3）和相控阵天线模块（4），将下行基带数据送给星载调制模块（3），并接收上行基带数据后输出；
星载调制模块（3），用于根据下行捷变信息，生成调制控制指令，在规定时刻依据控制指令将下行基带数据转换成逐突发变化下行突发信号，并送给相控阵天线模块（4）；
相控阵天线模块（4），用于接收下行捷变信息和下行突发信号，根据下行捷变信息，在规定时刻控制相控阵发射波束的指向，将下行突发信号转换成下行无线突发信号并按照下行捷变信息发送给地面用户；还用于接收上行捷变信息，根据上行捷变信息控制接收波束的指向，将接收到的上行无线突发信号转换成上行突发信号送给星载解调模块（2）；
地面用户，用于接收下行无线突发信号后，完成定时控制，根据定时控制发送上行无线突发信号给相控阵天线模块（4）；
星载解调模块（2），用于接收上行捷变信息，解析出工作模式，接收相控阵天线模块（4）送来的上行突发信号，根据工作模式逐突发对上行突发信号进行解调和译码处理，生成上行基带数据送给相控阵波束捷变控制模块（1）。
一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制方法及装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制方法及装置，可用作星上自主控制相控阵波束按照突发进行切换，可以完成星地通信系统的同步过程，也可用作广域范围内业务通信，属于卫星通信领域。
背景技术
[0002] 传统的卫星通信是由点波束和宽波束组成，点波束覆盖面积小，发射功率低，宽波束覆盖面积大，发射功率高，点波束和宽波束的优缺点都很明显。通过改变相控阵天线的波束指向，分时复用点波束，可以提高点波束的覆盖范围。需要一种控制波束分时复用的控制方法，使点波束达到宽波束的覆盖范围，同时降低卫星的功耗，节省卫星能源，提升卫星使用寿命。
发明内容
[0003] 本发明所要解决的技术问题在于避免上述背景技术中的不足之处而提出的一种基于星上自主控制的波束逐突发捷变控制方法及装置，本发明使用星上自主控制工作模式切换技术、上自主控制相控阵波束逐突发切换技术和星地一体的系统同步控制技术，完成星上自主控制相控阵天线对下行突发信号和发射波束、上行无线突发信号和接收波束的同步切换，达到星地通信的目的，同时扩大卫星通信系统的通信范围。
[0004] 本发明采用的技术方案为：
[0005] 一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制方法，包括以下步骤：
[0006] (1)星上产生上行捷变信息和下行捷变信息，并接收下行基带数据，将下行基带数据转换成下行突发信号，使用下行捷变信息完成下行突发信号和相控阵天线发射波束切换时间的同步控制，生成下行无线突发信号送给地面用户；
[0007] (2)地面用户接收下行无线突发信号，完成定时控制，根据定时控制向星上发送上行无线突发信号；
[0008] (3)星上依据上行捷变信息进行波束指向控制，完成地面用户发射上行无线突发信号和相控阵天线接收波束切换时间的同步控制。
[0009] 其中，步骤(1)中所述的使用下行捷变信息完成下行突发信号和相控阵天线发射波束切换时间的同步控制，具体过程为：
[0010] (101)根据下行捷变信息，生成调制控制指令，在规定时刻依据控制指令将下行基带数据转换成逐突发变化下行突发信号；
[0011] (102)根据下行捷变信息，在规定时刻控制相控阵发射波束的指向，将下行突发信号转换成下行无线突发信号按照下行捷变信息发送给地面用户。
[0012] 其中，步骤(3)具体过程为：
[0013] (301)根据上行捷变信息控制相控阵天线接收波束的指向，将地面用户发送的上行无线突发信号转换成上行突发信号；
[0014] (302)根据上行捷变信息，解析出工作模式，根据工作模式逐突发对上行突发信号进行解调和译码处理，生成上行基带数据输出。
[0015] 一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制装置，包括相控阵波束捷变控制模块1、星载解调模块2、星载调制模块3和相控阵天线模块4；
[0016] 相控阵波束捷变控制模块1，用于产生上行捷变信息和下行捷变信息，并接收下行基带数据，将上行捷变信息送给星载解调模块2和相控阵天线模块4，将下行捷变信息送给星载调制模块3和相控阵天线模块4，将下行基带数据送给星载调制模块3，并接收上行基带数据后输出；
[0017] 星载调制模块3，用于根据下行捷变信息，生成调制控制指令，在规定时刻依据控制指令将下行基带数据转换成逐突发变化下行突发信号，并送给相控阵天线模块4；
[0018] 相控阵天线模块4，用于接收下行捷变信息和下行突发信号，根据下行捷变信息，在规定时刻控制相控阵发射波束的指向，将下行突发信号转换成下行无线突发信号按照下行捷变信息发送给地面用户；还用于接收上行捷变信息，根据上行捷变信息控制接收波束的指向，将接收到的上行无线突发信号转换成上行突发信号送给星载解调模块2；
[0019] 地面用户接收下行无线突发信号后，完成定时控制，根据定时控制发送上行无线突发信号给相控阵天线模块4；
[0020] 星载解调模块2，用于接收上行捷变信息，解析出工作模式，接收相控阵天线模块4送来的上行突发信号，根据工作模式逐突发对上行突发信号进行解调和译码处理，生成上行基带数据送给相控阵波束捷变控制模块1。
[0021] 本发明相比背景技术具有如下优点：
[0022] 1.本发明基于星上自主控制，对工作模式进行切换控制，支持接入通信和业务通信同时工作；
[0023] 2.本发明可自主控制相控阵波束切换，完成突发信号的逐突发波束切换；
[0024] 3.本发明使用点波束达到全国波束的覆盖范围；
[0025] 4.本发明可降低卫星通信系统的功耗和重量，节省卫星能源；
[0026] 5.本发明的卫星通信系统应用灵活，可同时满足用户接入及业务通信的需求。
附图说明
[0027] 图1是本发明的通信系统组成图。
具体实施方式
[0028] 本发明是一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制方法及装置，具备接入通信和业务通信两种工作模式，且能够自主切换工作模式，可对相控阵波束进行逐突发自主控制捷变。由图1所示可知，包括相控阵波束捷变控制模块1、星载解调模块2、星载调制模块3、相控阵天线模块4、地面用户。
[0029] 本发明的步骤如下：
[0030] (1)星上产生上行捷变信息和下行捷变信息，并接收下行基带数据，将下行基带数据转换成下行突发信号，使用下行捷变信息完成下行突发信号和相控阵天线发射波束切换时间的同步控制，生成下行无线突发信号送给地面用户；
[0031] 所述的使用下行捷变信息完成下行突发信号和相控阵天线发射波束切换时间的同步控制，具体过程为：
[0032] (101)根据下行捷变信息，生成调制控制指令，在规定时刻依据控制指令将下行基带数据转换成逐突发变化下行突发信号；
[0033] (102)根据下行捷变信息，在规定时刻控制相控阵发射波束的指向，将下行突发信号转换成下行无线突发信号按照下行捷变信息发送给地面用户。
[0034] (2)地面用户接收下行无线突发信号，完成定时控制，根据定时控制向星上发送上行无线突发信号；
[0035] (3)星上依据上行捷变信息进行波束指向控制，完成地面用户发射上行无线突发信号和相控阵天线接收波束切换时间的同步控制。具体过程为：
[0036] (301)根据上行捷变信息控制相控阵天线接收波束的指向，将地面用户发送的上行无线突发信号转换成上行突发信号；
[0037] (302)根据上行捷变信息，解析出工作模式，根据工作模式逐突发对上行突发信号进行解调和译码处理，生成上行基带数据输出。
[0038] 参照图1，一种基于星上自主控制波束逐突发捷变的控制装置，包括相控阵波束捷变控制模块1、星载解调模块2、星载调制模块3和相控阵天线模块4；
[0039] 相控阵波束捷变控制模块1，用于产生上行捷变信息和下行捷变信息，并接收下行基带数据，将上行捷变信息送给星载解调模块2和相控阵天线模块4，将下行捷变信息送给星载调制模块3和相控阵天线模块4，将下行基带数据送给星载调制模块3，并接收上行基带数据后输出；
[0040] 星载调制模块3，用于根据下行捷变信息，生成调制控制指令，在规定时刻依据控制指令将下行基带数据转换成逐突发变化下行突发信号，并送给相控阵天线模块4；
[0041] 相控阵天线模块4，用于接收下行捷变信息和下行突发信号，根据下行捷变信息，在规定时刻控制相控阵发射波束的指向，将下行突发信号转换成下行无线突发信号按照下行捷变信息发送给地面用户；还用于接收上行捷变信息，根据上行捷变信息控制接收波束的指向，将接收到的上行无线突发信号转换成上行突发信号送给星载解调模块2；
[0042] 地面用户接收下行无线突发信号后，完成定时控制，根据定时控制发送上行无线突发信号给相控阵天线模块4；
[0043] 星载解调模块2，用于接收上行捷变信息，解析出工作模式，接收相控阵天线模块4送来的上行突发信号，根据工作模式逐突发对上行突发信号进行解调和译码处理，生成上行基带数据送给相控阵波束捷变控制模块1。
