申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所

申请日：2024-02-05

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117713911B

主分类号：H04B7/185

分类号：H04B7/185;H04W24/04;H04W84/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2024.04.02#实质审查的生效;2024.03.15#公开

摘要：本发明公开了一种分级选举的TDMA卫星通信系统主站热备份方法，它涉及卫星通信领域中TDMA系统抗毁顽存技术。本发明中的多主站由一个系统主站、一个备份主站、一个第一次备站和若干次备站组成。多个次备站采用竞争的方式产生一个系统主站，主站指定两个次备站分别作为系统的备份主站和第一次备站，其余次备站处于待激活状态。本发明克服了卫星通信系统长时延、高误码的特点，通过分级选举的状态机转换机制解决了主备切换过程中的不稳定性，并支持任意具备足够的收发能力的站点作为TDMA卫星网络主站的备份，大大提高了系统的可靠性和抗毁性。本发明完全基于卫星信道随路信号实施，具备良好的适应性，切换灵敏快捷、稳定可靠。

主权项：1.一种分级选举的TDMA卫星通信系统主站热备份方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）TDMA卫星通信系统将各站分为主站、备站、第一次备站、次备站和小站五级，网络配置时配置各站为次备站或小站；其中，各次备站具备在系统控制载波上收发的能力；（2）第一级选举为主站选取：配置为次备站的站点入网过程中首先在参考载波频点检测是否有连续稳定参考信号，如果有，则按照TDMA网小站入网流程正常入网，如果没有，则开始自发自收参考信号，最先完成自身收发调整的次备站选举成为主站；然后主站持续发送广播参考信号全网接收，辅助各站同步保持和获取广播参考信号中的帧计划信息；其他各站持续发送申请，通过申请帧保持在网通告并提交业务请求，主站接收申请帧；（3）第二级选举为备站选取：主站在入网的次备站中通过对申请站号、接收的申请站信号连续性、接收信号强度以及申请站与主站自身地理位置差异的综合判断，指定某一次备站担任备站，并通过广播参考通告全网；（4）第三级选举为第一次备站选举：主站在确定备站后，继续对接收的次备站的申请进行监测，通过对申请站号、接收的申请站信号连续性、接收信号强度以及申请站与主站自身地理位置差异的综合判断，指定某一次备站担任第一次备站，并通过广播参考通告全网；（5）选定的备站在接收当前主站广播参考信号的同时，在申请载波上同步接收所有站申请，同步开展辅助同步控制信息和帧计划计算；同时，主站和备站间通过相互监测主站发送的广播参考信号和备站发送的申请，确定对方工作状态；第一次备站和次备站通过监测主站的广播参考信号，确定当前主站状态；还包括以下过程：当主站监测到备站信号质量低于设定门限值或申请丢失率大于阈值或连续丢失数超过设定门限值m1时，认定备站失效，主站将立即将当前第一次备站提升为备站，备站降为次备站，并通告全网，然后进入步骤4，再次从次备站选举新的第一次备站；当备站监测到自发自收正常，而主站参考接收信号信噪比低于解调门限或参考丢失率大于阈值时，与主站互换身份，主站降为备站，备站升级为主站；若参考连续丢失超过设定门限值m2，则认定主站直接失效，备站在一个TDMA帧周期内立即接替主站工作，将第一次备站提升为备站，主站降为次备站，并通告全网，同时进入步骤3，选取新的备站和第一次备站；其中，m2大于m1；当主站与备站同时失效时，第一次备站在检测到参考连续丢失数超过设定门限值m3后，将立即成为主站，接替主站所有工作，并进入步骤3，选取新的备站和第一次备站；其中，m3大于m2；当主站、备站和第一次备站同时失效时，各次备站检测到参考连续丢失超过设定门限m4后，进入步骤2重新竞争入网，再次选举新的主站；其中，m4大于m3；判断计数周期和卫星时延的影响，在整个主备切换过程中因参考信号丢失导致帧计划缺失时，各站依照帧计划缓存中最后一帧的有效帧计划继续通信；其中，步骤（3）和步骤（4）的具体选举过程为：（301）主站入网后接收各次备战申请帧，记录某站X申请帧设定次数内的丢失数量N（X），以反应信号连续性；（302）记录某站X申请信号k次接收信噪比，并计算滑动平均值L（X），以反映信号强度；其中k根据系统对控制平滑度和帧长设计选取；（303）读取某站X申请帧内的地理位置信息，并与自身地理位置信息对比，计算主站与申请站间地理位置差异ΔP（X）；（304）每个TDMA帧周期内，按照N（X）、L（X）和ΔP（X）的顺序对各站进行三轮排序；第一轮排序中N（X）最小的一个或多个站进入第二轮排序，其余站淘汰；第二轮排序中L（X）大于门限值的站进入第三轮排序，其余站淘汰；第三轮排序中ΔP（X）最大的站作为最终选举结果。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种分级选举的TDMA卫星通信系统主站热备份方法

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