本发明公开了一种基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，该方法为：基于多色频率复用准则划分卫星的频率资源和波束资源：整个卫星频率资源与波束资源之间形成多色复用关系，波束内终端用户共用应急服务通信频率资源，波束之间终端用户采用多色频率复用方式使用应急服务通信频率资源；采取资源预分配策略对应急服务通信频率资源进行分配：运控管理中心产生资源配置表，信关站应急站控中心对通信频率资源进行具体配置；终端用户以R‑ALOHA随机接入方式发送短消息请求，信关站以VTDM突发方式发送应答回执。本发明使得终端用户无需进行复杂的信令消息交互流程即可进行应急业务通信服务，并以短消息方式高效实时上报用户终端位置信息。
1.一种基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，所述多波束卫星移动通信系统包括空间段、地面段和用户段，空间段由静止轨道卫星组成，地面段由运控管理中心和信关站组成，用户段由终端用户组成，其特征在于，所述信关站设置有应急服务系统，应急服务系统包括应急站控中心，该方法具体如下：（1）基于多色频率复用准则划分卫星的频率资源和波束资源：整个卫星频率资源与波束资源之间形成多色复用关系，波束内终端用户共用应急服务通信频率资源，波束之间终端用户采用多色频率复用方式使用应急服务通信频率资源；
（2）采取资源预分配策略对应急服务通信频率资源进行分配：运控管理中心产生资源配置表，信关站应急站控中心对通信频率资源进行具体配置；
（3）应急服务采用R‑ALOHA/VTDM方式进行业务传输：所述终端用户以R‑ALOHA随机接入方式发送应急服务的短消息请求，信关站以VTDM突发方式发送应答回执；
所述多波束卫星移动通信系统的应急服务通信策略实施，包括资源预规划阶段和应急短消息业务传输阶段，其中：一、资源预规划阶段：
假设系统多波束数量为M个点波束，频率复用机制采用N色复用方式，依据映射规则，整个系统的点波束分为[M/N]个波束组，[•]表示取上整；每组点波束都对映射到相同的N色频率段，一组中N个波束分别对应N色中的N个不同的频率段，N色中每个频率段包含若干个通信频率子带；
应急服务采用频分复用方式，应急服务通信资源预规划是在每个波束内选择一个通信子带作为应急业务通信频率资源；信关站侧频率资源为M个点波束占用，N色映射之后用户侧频率资源为一组N色频率段；信关站侧采取M个点波束全频段收发处理，对应M个应急收发通道；终端用户根据当前所处波束，选择N色频率段中的一个应急业务通信频率子带进行收发处理；
系统应急服务以短消息形式进行业务传输，承载用户的位置信息；
针对卫星点波束数量M=110和多色复用方式采用7色复用机制N=7，应急服务资源具体配置过程如下：①运控管理中心产生资源配置表；
地面段运控管理中心根据卫星波束频率资源，将110个点波束按照7色复用关系划分为
16个7色组，令i=1,2,…,16表示7色组的编号，用 表示第n号波束映射到第i个7色组，表 示 7 个 不同 的 波 束 编 号 ，产 生 第i 个 7 色 组 波 束 集；
将7色频率对应的用户频率资源子带编号为1到M，终端用户频率资源集F={f1,f2,...,fM}，等间隔划分为连续7部分；每部分选取一个子带作为本波束下应急通信资源，选取的子带编号分别记为m1到m7，第i个7色组对应的应急频率资源 ；
表示对应波束内应急通信频点编号，用 表示7个不同的通信频点编号；运控管理中心产生的整个应急服务资源表BF={{B1;F1},{B2;F2},…, {B16;F16}}；
信关站应急站控中心依据7色复用关系将110个应急收发通道分成16组，每一组里面7个通道分别对应一个7色里面的7个波束；根据运控管理中心下发的资源参数配置表BF，提取出第i个7色组内波束编号和波束内应急服务资源子带编号，配置相应信道设备内收发频率资源参数。
2.根据权利要求1所述的基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，其特征在于，信关站的应急服务系统还包括应急信道设备、用户管理服务单元、短消息网关、应急站控前端服务界面；所述应急站控中心包括信道设备管理单元、信道设备数据单元、短消息存储单元、终端信息存储单元；
所述应急服务系统实现短消息内容提取、用户身份鉴别、短消息存储、应答处理这些操作；应急站控前端服务界面用于应急通信的监控和态势显示。
3.根据权利要求1所述的基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，其特征在于，所述基于多色频率复用准则划分卫星的频率资源和波束资源，具体如下：整个多波束卫星移动通信系统采用多色频率复用准则，卫星服务区以多色小区形式覆盖，卫星的所有点波束被分配到各个不同的小区，卫星覆盖区域内小区以波束和频率组合区分；同一波束内所有终端用户属于同一小区并且共享应急服务通信频率资源，不同波束之间终端用户采用频分复用方式进行应急服务通信。
4.根据权利要求1所述的基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，其特征在于，所述采取资源预分配策略对应急服务通信频率资源进行分配，具体如下：多波束卫星移动通信系统的运控管理中心根据系统内点波束频率资源情况，在每个点波束对应的频率资源内选择一个频率子带作为应急服务的通信频率资源；信关站应急站控中心根据运控管理中心下发的应急服务通信频率资源，配置对应波束内应急通道设备频率资源参数，完成应急服务通信频率资源预规划配置。
5.根据权利要求1所述的基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，其特征在于，所述应急服务采用R‑ALOHA/VTDM方式进行业务传输，具体如下：终端用户以R‑ALOHA随机接入的方式发送应急短消息请求，波束内终端用户之间以随机竞争方式进行应急服务，波束之间终端用户以多色频分复用方式进行应急服务；
信关站采取全频段所有点波束并行处理收发方式，每个终端用户点波束对应一个相应的应急服务收发处理通道；信关站侧应急服务系统在收到终端用户应急服务业务请求后，在对应波束通道内以单载波VTDM突发形式发送应答回执消息。
6.根据权利要求2所述的基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，其特征在于，卫星移动通信系统应急服务通信业务以短消息形式承载终端用户所处位置信息，包括经度、纬度和海拔高度数据；终端用户实时获取当前位置信息，需要应急服务通信时，直接以R‑ALOHA随机接入方式实时发送应急服务请求。
7.根据权利要求6所述的基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，其特征在于，应急服务的短消息传输过程为：①终端用户依据北斗模块或GPS模块实时获取当前位置信息，包括所处经度、维度和海拔高度数据；
②终端用户采用R‑ALOHA随机接入方式以短消息形式发送当前位置信息；
③信关站应急服务系统的接收通道实时接收应急突发短消息，检测到应急服务短消息指示后将短消息数据转发给应急站控前端服务界面；
④应急站控中心根据应急信道设备上报的应急短消息，发出应急通信请求指示；同时，在相应波束应急通道内以VTDM突发方式发送应急短消息应答回执；
8.根据权利要求7所述的基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，其特征在于，信关站内应急服务系统的短消息详细传输流程如下：①信关站应急信道设备检测到卫星覆盖区内终端用户发送的应急短消息请求；
②应急站控中心与应急信道设备建立UDP通信，接收应急信道设备的应急短消息并放入消息队列中；
③信道设备管理单元获取信道设备IP、端口号和短消息报文，并发送至信道设备数据单元；
④信道设备数据单元解析短消息报文，得到终端用户IMSI号、终端用户电话号码、经度、纬度、高度、告警时间这些短消息内容并发送至短消息存储单元，同时将终端用户IMSI号向用户管理服务单元进行用户权限鉴定，用户管理服务单元返回鉴权结果；
⑤根据短消息存储单元内存储的短消息内容进行判断，如果终端用户有应急权限，则向终端信息存储单元保存终端信息，终端信息包括终端用户IMSI号、终端用户电话号码、终端权限、信道设备IP、信道设备端口、卫星波束号；
⑥调用短消息模块，发送短消息内容给短消息网关，短消息内容包括：终端用户电话号码、终端用户IMSI号、波束号、经度、纬度、高度、告警时间；
⑦短消息网关将应急短消息转发给应急站控前端服务界面，向值班人员发出应急服务请求；短消息网关向短消息存储单元发送应急短消息应答报文；
⑧短消息存储单元解析出应急短消息应答报文中的终端用户IMSI号，根据终端用户IMSI号在终端用户信息类中找到终端用户详细信息，包括终端用户IMSI号、终端电话号码、终端权限、信道设备IP、信道设备端口、卫星波束，调用信道设备管理单元向对应的应急信道设备发送应急短消息应答报文。
一种基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法
技术领域
[0001] 本发明属于多波束卫星移动通信技术领域，具体涉及一种基于多波束卫星的应急通信系统及方法。
背景技术
[0002] 卫星移动通信系统通常由空间段、地面段和用户段三部分组成，如图1所示。空间段由静止轨道卫星组成，实现信息的透明转发功能，采用多点波束覆盖用户区域；地面段由运控管理中心和信关站组成，主要完成卫星的管理、业务处理、网络管理等功能；用户段由各类站型终端组成。
[0003] 卫星移动通信系统主要提供常规的移动业务服务，包括话音、传真、短消息、数据、视频等业务。常规业务经卫星链路的传递方式包括单跳传递和双跳传递两种：单跳的传递方式主要完成终端用户与信关站之间的通信服务，传递链路包含一条卫星与信关站之间的传输路径和一条卫星与终端用户之间的传输路径；双跳的传递方式主要完成终端用户之间的通信服务，此时的通信服务需要在信关站进行消息的交换转发处理，传递路径包含两条卫星与信关站之间的传输路径和两条卫星与终端用户之间的传输路径。为了保障常规业务通信服务的QoS（服务质量），终端用户发起常规业务服务之前需要进行接入请求、入网申请、资源分配等信令消息交互流程，此类信令消息是用户终端与信关站之间通过单跳传递方式实现。常规业务服务一般处理流程如附图2所示，整个信令消息交互流程包含了多次单跳传递过程；按照一次单跳传输时延约为560ms来计算，进行常规业务服务之前约需要几秒钟的信令消息处理时延。该时延针对常规服务时延不敏感业务而言，是可以容忍的；但是，针对时延敏感的应急通信服务，需要对突发紧急情况做出迅速实时响应，消息传递时延是一个最重要的传输指标。倘若采用常规业务服务模式下复杂的消息传递流程进行应急通信服务，必然会造成应急通信服务的效率低、实时性差等不利因素。
[0004] 专利CN112865854A公开了一种基于多波束通信卫星的应急救生通信方法，该方法采用了时序ALOHA和TDM通信协议，但是这种通信协议需要保证信关站和终端用户之间严格的时序同步，用户终端需要在固定时刻起始发送ALOHA消息，信关站需要在固定时刻连续发送TDM消息。此外，该专利中提出了采用FDMA传输体制，波束资源中采用应急预留相应的信道资源并由信关站对预留资源进行再分配，但是并未明确波束频率资源分配策略和应急短消息传输的具体实现机制。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，使得终端用户在卫星覆盖区域内，无需进行接入请求、入网鉴权、资源申请等复杂的信令消息交互流程，即可进行应急业务通信服务，以短消息方式高效实时上报用户终端位置信息。
[0006] 实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，所述多波束卫星移动通信系统包括空间段、地面段和用户段，空间段由静止轨道卫星组成，地面段由运控管理中心和信关站组成，用户段由终端用户组成，所述信关站设置有应急服务系统，应急服务系统包括应急站控中心，该方法具体如下：
[0007] （1）基于多色频率复用准则划分卫星的频率资源和波束资源：整个卫星频率资源与波束资源之间形成多色复用关系，波束内终端用户共用应急服务通信频率资源，波束之间终端用户采用多色频率复用方式使用应急服务通信频率资源；
[0008] （2）采取资源预分配策略对应急服务通信频率资源进行分配：运控管理中心产生资源配置表，信关站应急站控中心对通信频率资源进行具体配置；
[0009] （3）应急服务采用R‑ALOHA/VTDM方式进行业务传输：所述终端用户以R‑ALOHA随机接入方式发送应急服务的短消息请求，信关站以VTDM突发方式发送应答回执。
[0010] 本发明与现有技术相比，其显著优点为：（1）具有更强的实时性：系统直接采用R‑ALOHA/VTDM突发方式进行消息传输；一方面无需复杂的信令交互流程，即可进行应急短消息业务服务；另一方面终端用户采用R‑ALOHA随机接入方式发送应急服务请求，信关站采用VTDM突发方式发送应急服务请求响应，信关站和终端用户均无需严格的时隙同步就可完成应急通信；（2）利用多色复用机制来划分卫星波束频率资源，提高了终端用户的频率资源利用率；（3）波束内终端用户采用通信频率共享方式，波束之间利用多色关系采用多色频率复用方式，提高了信关站应急通信系统收发处理效率。
附图说明
[0011] 图1是卫星移动通信系统架构图。
[0012] 图2是卫星移动通信系统常规业务交互流程图。
[0013] 图3是点波束与7色小区覆盖示意图。
[0014] 图4是卫星移动通信系统多波束与频率资源映射示意图。
[0015] 图5是卫星移动通信系统应急业务传输流程图。
[0016] 图6是卫星移动通信系统应急短消息传输实现流程图。
具体实施方式
[0017] 本发明公开了一种多波束卫星移动通信系统中高效实时的应急通信策略及实现机制。针对时延敏感的卫星移动通信系统应急通信服务，卫星系统采取多色波束频率资源预分配策略，终端用户和信关站之间采取简单高效的猝发传输机制，从而使得终端用户在卫星覆盖区域内，无需进行接入请求、入网鉴权、资源申请等复杂的信令消息交互流程，即可进行应急业务通信服务，以短消息方式高效实时上报用户终端位置信息。
[0018] 本发明一种基于多波束卫星移动通信系统的应急通信方法，所述多波束卫星移动通信系统包括空间段、地面段和用户段，空间段由静止轨道卫星组成，地面段由运控管理中心和信关站组成，用户段由终端用户组成，其特征在于，所述信关站设置有应急服务系统，应急服务系统包括应急站控中心，该方法具体如下：
[0019] （1）基于多色频率复用准则划分卫星的频率资源和波束资源：整个卫星频率资源与波束资源之间形成多色复用关系，波束内终端用户共用应急服务通信频率资源，波束之间终端用户采用多色频率复用方式使用应急服务通信频率资源；
[0020] （2）采取资源预分配策略对应急服务通信频率资源进行分配：运控管理中心产生资源配置表，信关站应急站控中心对通信频率资源进行具体配置；
[0021] （3）应急服务采用R‑ALOHA/VTDM方式进行业务传输：所述终端用户以R‑ALOHA随机接入方式发送应急服务的短消息请求，信关站以VTDM突发方式发送应答回执。
[0022] 作为一种具体示例，信关站的应急服务系统还包括应急信道设备、用户管理服务单元、短消息网关、应急站控前端服务界面；所述应急站控中心包括信道设备管理单元、信道设备数据单元、短消息存储单元、终端信息存储单元；
[0023] 所述应急服务系统实现短消息内容提取、用户身份鉴别、短消息存储、应答处理这些操作；应急站控前端服务界面用于应急通信的监控和态势显示。
[0024] 作为一种具体示例，所述基于多色频率复用准则划分卫星的频率资源和波束资源，具体如下：
[0025] 整个多波束卫星移动通信系统采用多色频率复用准则，卫星服务区以多色小区形式覆盖，卫星的所有点波束被分配到各个不同的小区，卫星覆盖区域内小区以波束和频率组合区分；同一波束内所有终端用户属于同一小区并且共享应急服务通信频率资源，不同波束之间终端用户采用频分复用方式进行应急服务通信。
[0026] 作为一种具体示例，所述采取资源预分配策略对应急服务通信频率资源进行分配，具体如下：
[0027] 多波束卫星移动通信系统的运控管理中心根据系统内点波束频率资源情况，在每个点波束对应的频率资源内选择一个频率子带作为应急服务的通信频率资源；信关站应急站控中心根据运控管理中心下发的应急服务通信频率资源，配置对应波束内应急通道设备频率资源参数，完成应急服务通信频率资源预规划配置。
[0028] 作为一种具体示例，所述应急服务采用R‑ALOHA/VTDM方式进行业务传输，具体如下：
[0029] 终端用户以R‑ALOHA随机接入的方式发送应急短消息请求，波束内终端用户之间以随机竞争方式进行应急服务，波束之间终端用户以多色频分复用方式进行应急服务；
[0030] 信关站采取全频段所有点波束并行处理收发方式，每个终端用户点波束对应一个相应的应急服务收发处理通道；信关站侧应急服务系统在收到终端用户应急服务业务请求后，在对应波束通道内以单载波VTDM突发形式发送应答回执消息。
[0031] 作为一种具体示例，卫星移动通信系统应急服务通信业务以短消息形式承载终端用户所处位置信息，包括经度、纬度和海拔高度数据；终端用户实时获取当前位置信息，需要应急服务通信时，直接以R‑ALOHA随机接入方式实时发送应急服务请求。
[0032] 作为一种具体示例，应急服务的短消息传输过程为：
[0033] ①终端用户依据北斗模块或GPS模块实时获取当前位置信息，包括所处经度、维度和海拔高度数据；
[0034] ②终端用户采用R‑ALOHA随机接入方式以短消息形式发送当前位置信息；
[0035] ③信关站应急服务系统的接收通道实时接收应急突发短消息，检测到应急服务短消息指示后将短消息数据转发给应急站控前端服务界面；
[0036] ④应急站控中心根据应急信道设备上报的应急短消息，发出应急通信请求指示；同时，在相应波束应急通道内以VTDM突发方式发送应急短消息应答回执；
[0037] ⑤终端用户收到应急短消息回执，应急服务结束。
[0038] 作为一种具体示例，所述多波束卫星移动通信系统的应急服务通信策略实施，包括资源预规划阶段和应急短消息业务传输阶段，其中：
[0039] 一、资源预规划阶段
[0040] 假设系统多波束数量为M个点波束，频率复用机制采用N色复用方式，依据映射规则，整个系统的点波束分为[M/N]个波束组，[•]表示取上整；每组点波束都对映射到相同的N色频率段，一组中N个波束分别对应N色中的N个不同的频率段，N色中每个频率段包含若干个通信频率子带；
[0041] 应急服务采用频分复用方式，应急服务通信资源预规划是在每个波束内选择一个通信子带作为应急业务通信频率资源；信关站侧频率资源为M个点波束占用，N色映射之后用户侧频率资源为一组N色频率段；信关站侧采取M个点波束全频段收发处理，对应M个应急收发通道；终端用户根据当前所处波束，选择N色频率段中的一个应急业务通信频率子带进行收发处理；
[0042] 二、短消息传输阶段
[0043] 系统应急服务以短消息形式进行业务传输，承载用户的位置信息。
[0044] 作为一种具体示例，针对卫星点波束数量M=110和多色复用方式采用7色复用机制N=7，应急服务资源具体配置过程如下：
[0045] ①运控管理中心产生资源配置表；
[0046] 地面段运控管理中心根据卫星波束频率资源，将110个点波束按照7色复用关系划分为16个7色组，令i=1,2,…,16表示7色组的编号，用 表示第n号束映射到第 个7色组，产生第i个7色组波束集 ；将7色频率对应的用户频率资源子带编号为1到M，终端用户频率资源集F={f1,f2,...,fM}，等间隔划分为连续7部分；每部分选取一个子带作为本波束下应急通信资源，选取的子带编号分别记为m1到m7，第i个7色组对应的应急频率资源 ；运控管理中心产生的整个应急服务资
源表BF={{B1;F1},{B2;F2},…, {B16;F16}}；
[0047] ②信关站站控系统配置参数；
[0048] 信关站应急站控中心依据7色复用关系将110个应急收发通道分成16组，每一组里面7个通道分别对应一个7色里面的7个波束；根据运控管理中心下发的资源参数配置表 ，提取出第 个7色组内波束编号和波束内应急服务资源子带编号，配置相应信道设备内收发频率资源参数。
[0049] 作为一种具体示例，信关站内应急服务系统的短消息详细传输流程如下：
[0050] ①信关站应急信道设备检测到卫星覆盖区内终端用户发送的应急短消息请求；
[0051] ②应急站控中心与应急信道设备建立UDP通信，接收应急信道设备的应急短消息并放入消息队列中；
[0052] ③信道设备管理单元获取信道设备IP、端口号和短消息报文，并发送至信道设备数据单元；
[0053] ④信道设备数据单元解析短消息报文，得到终端用户IMSI号、终端用户电话号码、经度、纬度、高度、告警时间这些短消息内容并发送至短消息存储单元，同时将终端用户IMSI号向用户管理服务单元进行用户权限鉴定，用户管理服务单元返回鉴权结果；
[0054] ⑤根据短消息存储单元内存储的短消息内容进行判断，如果终端用户有应急权限，则向终端信息存储单元保存终端信息，终端信息包括终端用户IMSI号、终端用户电话号码、终端权限、信道设备IP、信道设备端口、卫星波束号；
[0055] ⑥调用短消息模块，发送短消息内容给短消息网关，短消息内容包括：终端用户电话号码、终端用户IMSI号、波束号、经度、纬度、高度、告警时间；
[0056] ⑦短消息网关将应急短消息转发给应急站控前端服务界面，向值班人员发出应急服务请求；短消息网关向短消息存储单元发送应急短消息应答报文；
[0057] ⑧短消息存储单元解析出应急短消息应答报文中的终端用户IMSI号，根据终端用户IMSI号在终端用户信息类中找到终端用户详细信息，包括终端用户IMSI号、终端电话号码、终端权限、信道设备IP、信道设备端口、卫星波束，调用信道设备管理单元向对应的应急信道设备发送应急短消息应答报文。
[0058] 下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明。实施例
[0059] 本实施例卫星移动通信系统为多点波束通信系统，由于终端用户频率资源受限，整个卫星系统采用多色频率复用准则以提高频率资源利用率，卫星服务区以多色小区形式覆盖，如图3所示给出了一种多波束7色频率覆盖示意图。卫星系统的所有点波束被分配到各个不同的小区，卫星覆盖区域内小区以波束和频率组合区分；同一波束内所有用户属于同一小区并且共享应急服务通信频率资源，不同波束之间用户采用频分复用方式进行应急服务通信。
[0060] 卫星移动通信系统采取资源预分配策略对应急服务通信频率资源进行分配。卫星系统运控管理中心根据系统内点波束频率资源情况，在每个点波束对应的频率资源内选择一个频率子带作为应急服务的通信资源，图4给出了一种系统点波束频率资源映射关系框图。信关站应急站控中心根据运控管理中心下发的应急服务通信频率资源，配置对应波束内应急通道设备频率资源参数，完成应急服务频率资源预规划配置。应急服务资源预规划配置过程可描述为：
[0061] 1）运控管理中心根据任务指示，依据多色频率复用准则划分系统内波束与通信频率资源之间的对应关系，在每个点波束内选择一个可用频率子带作为对应波束应急服务的通信频率资源；
[0062] 2）信关站侧站控中心根据运控管理中心下发的配置参数表，配置相应应急通道频率资源参数；
[0063] 3）信关站应急服务系统处于等待服务状态。
[0064] 卫星移动通信系统应急服务采用R‑ALOHA/VTDM方式进行业务传输。应急服务用户直接以R‑ALOHA随机接入的方式发送应急业务，波束内用户之间以随机竞争方式进行应急服务，波束之间用户以多色频分复用方式进行应急服务。信关站采取全频段所有点波束并行处理收发方式，每个用户点波束对应一个相应的应急服务收发处理通道；信关站侧应急系统在收到用户应急服务业务请求后，在对应波束通道内以单载波VTDM（垂直时分复用）突发形式发送应答回执消息。
[0065] 卫星移动通信系统应急通信业务以短消息形式承载用户所处位置信息，包括经度、纬度和海拔高度数据。终端用户依据北斗模块（或GPS模块）快速实时获取当前位置信息，需要应急服务通信时，直接以R‑ALOHA随机接入方式实时发送应急服务请求。
[0066] 应急服务短消息业务传输过程如附图5所示，可描述为：
[0067] 1）终端用户依据北斗模块（或GPS模块）实时获取当前位置信息，包括所处经度、维度和海拔高度数据；
[0068] 2）终端用户采用R‑ALOHA随机接入方式以短消息形式发送当前位置信息；
[0069] 3）信关站侧应急服务系统接收通道实时接收应急突发短消息，检测到应急服务短消息指示后将短消息数据转发给站控中心前端界面；
[0070] 4）信关站站控中心根据应急信道设备上报的应急短消息，发出应急通信请求指示；同时，在相应波束应急通道内以VTDM突发方式发送应急短消息应答回执；
[0071] 5）终端用户收到应急短消息回执，应急业务服务结束。
[0072] 本实施例卫星移动通信系统应急服务通信策略实施包括资源预规划阶段和应急短消息业务传输阶段，具体如下：
[0073] 一、资源预规划阶段
[0074] 卫星移动通信系统为多波束系统，假设系统多波束数量为M个点波束，频率复用机制采用N色复用方式。依据图4所示的映射规则，整个卫星系统的点波束可分为[M/N]个波束组，[•]表示取上整；每组点波束都对映射到相同的N色频率段，一组中N个波束分别对应N色中的N个不同的频率段，N色中每个频率段包含若干个通信频率子带。根据发明内容应急服务采用频分复用方式，应急服务通信资源预规划本质上是在每个波束内选择一个通信子带作为应急业务通信频率资源。信关站侧频率资源为M个点波束占用，N色映射之后用户侧频率资源为一组N色频率段。信关站侧采取M个点波束全频段收发处理，对应M个应急收发通道；用户终端只需根据当前所处波束，选择N色频率段中的一个应急业务通信频率子带进行收发处理。以卫星点波束数量M=110和多色复用方式采用7色复用机制N=7为例，应急服务资源具体配置过程如下：
[0075] ①运控管理中心产生资源配置表
[0076] 地面段运控管理中心根据卫星波束频率资源，将110个点波束按照7色复用关系划分为16个7色组，令i=1,2,…,16表示7色组的编号，用 表示第n号束映射到第 个7色组，产生第i个7色组波束集 ；将7色频率对应的用户频率资源子带编号为1到M，终端用户频率资源集F={f1,f2,...,fM}，等间隔划分为连续7部分；每部分选取一个子带作为本波束下应急通信资源，选取的子带编号分别记为m1到m7，第i个7色组对应的应急频率资源 ；运控管理中心产生的整个应急服
务资源表BF={{B1;F1},{B2;F2},…, {B16;F16}}；
[0077] ②信关站站控系统配置参数
[0078] 卫星系统信关站内站控微服务依据7色复用关系将110个应急收发通道分成16组，每一组里面7个通道分别对应一个7色里面的7个波束。根据运控管理中心下发的资源参数配置表 ，提取出第 个7色组内波束编号和波束内应急服务资源子带编号，配置相应信道设备内收发频率资源参数。
[0079] 二、短消息传输阶段
[0080] 根据发明内容，卫星移动通信系统应急服务是以短消息形式进行业务传输，主要承载用户的位置信息。信关站内应急短消息业务详细传输流程如附图6，具体解析如下：
[0081] ①信关站应急收发信道设备检测到卫星覆盖区内终端用户发送的应急短消息请求；
[0082] ②应急站控微服务与应急信道设备建立UDP（用户数据报协议）通信，接收信道设备应急短消息并放入消息队列中；
[0083] ③信道设备管理模块获取信道设备IP和端口号；
[0084] ④信道设备模块解析短消息报文内容，包括信道设备IP，端口号，终端IMSI、经度、纬度、高度、告警时间等短消息内容，将终端IMSI（用户唯一标识）号向用户管理服务进行用户权限鉴定，用户管理服务返回鉴权结果；
[0085] ⑤应急站控微服务信道设备模块判断如果该用户终端有应急权限，则向终端信息模块保存终端信息：终端IMSI号、终端电话号码、终端权限、信道设备IP、信道设备端口、卫星波束号等；
[0086] ⑥应急站控微服务信道设备模块调用应急站控微服务的短消息模块，发送消息内容给系统应急短消息网关，内容包括：终端电话号码、终端IMSI号、波束号、经度、纬度、高度、告警时间；
[0087] ⑦短消息网关将应急短消息转发给应急站控中心前端服务，向值班人员发出应急服务请求；短消息网关向短消息存储单元发送应答响应；
[0088] ⑧短消息存储单元解析出应急短消息应答报文中的终端IMSI号，根据IMSI在终端信息类中找到终端详细信息，包括终端IMSI号、终端电话号码、终端权限、信道设备IP、信道设备端口、卫星波束，调用应急站控微服务的信道设备管理模块向对应的信道设备发送应急短消息应答报文。
[0089] 综上所述，第一、本发明提出了一种基于多波束卫星系统的R‑ALOHA/VTDM应急通信策略，终端用户以R‑ALOHA随机接入方式发送应急短消息请求，信关站以VTDM突发方式发送应答回执；第二、本发明提出了一种基于多波束卫星系统的频率波束资源规划策略，利用多色复用机制来划分卫星波束频率资源，将整个卫星频率资源与波束资源之间形成一种特定多色复用关系，波束内终端用户共用应急通信频率资源，波束之间终端用户采用多色频率复用方式使用应急通信频率资源；第三、本发明提出了一种具体的应急短消息传输实现机制，运控管理中心产生资源配置表，信关站站控微服务中心对通信频率资源进行具体配置；信关站内应急微服务系统实现对应急短消息内容的提取、用户身份鉴别、短消息的存储、应答处理等操作；站控前端服务作为应急系统的监控和态势显示中心。
[0090] 本发明提出的多波束卫星应急通信策略具有更强的实时性：应急系统直接采用R‑ALOHA/VTDM突发方式进行消息传输；一方面无需复杂的信令交互流程，即可进行应急短消息业务服务；另一方面终端用户采用R‑ALOHA随机接入方式发送应急服务请求，信关站采用VTDM突发方式发送应急服务请求响应，信关站和终端用户均无需严格的时隙同步就可完成应急通信；此外，本发明提出的利用多色复用机制来划分卫星波束频率资源，提高了终端用户的频率资源利用率。波束内终端用户采用通信频率共享方式，波束之间利用多色关系采用多色频率复用方式，提高了信关站应急通信系统收发处理效率。
