[发明专利]将光数据从低地球轨道传输到地球的方法及通信系统

权利要求书

1.一种用于将有效载荷数据（PD）从低地球轨道传输到地球的光通信系统（10），所述光通信系统（10）包括：

-低地球轨道卫星（20），其包括：

-设有卫星收发器（STR）的通信子系统（CS），

-为所述通信子系统（CS）提供有效载荷数据（PD）的有效载荷数据源（PDS）；

-光地面终端（30），其包括：

-地面收发器（GTR）；

-指向-采集-追踪子系统（PAT），

所述低地球轨道卫星（20）经由光下行链路信道（DL）与所述光地面终端（30）连接，并且

所述光地面终端（30）经由上行链路信道（UC）与所述低地球轨道卫星（20）连接；其中：

-所述上行链路信道（UC）是采用地面信标（GB）的采集和追踪信标信道，所述地面信标（GB）由所述指向-采集-追踪子系统（PAT）控制，其中所述地面信标（GB）包括：用于采集的广角光束（W）以及用于追踪的导向光束（G）；

-所述卫星收发器（STR）是可调整的，使得所述卫星收发器能够相对于所述地面信标（GB）的空间方向被调整；

-用于所述上行链路信道（UC）的所述地面信标（GB）是脉冲位置调制PPM信道。

2.根据权利要求1所述的光通信系统（10），其特征在于，所述低地球轨道卫星（20）进一步包括缓冲器（B），所述缓冲器用于暂时存储所述有效载荷数据（PD）直到在所述低地球轨道卫星（20）与所述光地面终端（30）之间的视线变得可用，从而使所述有效载荷数据（PD）能够通过所述光下行链路信道（DL）进行快速下行链路传输。

3.根据权利要求1或2所述的光通信系统（10），其特征在于，所述卫星收发器（STR）被配置成扫描和采集所述广角光束（W），并且当采集了所述广角光束后，通过所述导向光束的帮助，追踪所述光地面终端（30）的上行链路信道（UC）。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的光通信系统（10），其特征在于，所述通信子系统（CS）被配置成将所述有效载荷数据（PD）转换成调制的电信号，优选地，将所述有效载荷数据（PD）转换成开关键控调制信号，用于以数据帧的形式由所述卫星收发器（STR）经由所述光下行链路信道（DL）传输到所述地面收发器（GTR）。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光通信系统（10），其特征在于，所述通信子系统（CS）包括：

-用户数据接口适配器（UDIA），其包括：

-用于与所述有效载荷数据源（PDS）连接的有效载荷接口（PI）；以及

-用于控制所述缓冲器（B）的缓冲控制器（BC）；以及

-通信控制器（COMCO），其包括：

-通信控制器（CC），用于自动重复请求不成功地/错误地接收的帧；

-编码器（ENC）；以及

-检测器（DET）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的光通信系统（10），其特征在于，所述低地球轨道卫星（20）进一步通过第二光下行链路信道（DL2）与所述光地面终端（30）连接，以用于增加下行链路的速度和用于冗余。

7.一种将有效载荷数据（PD）从低地球轨道卫星（20）传输到光地面终端（30）的方法，所述方法包括以下步骤：

-通过所述低地球轨道卫星（20）的通信子系统（CS）将所述有效载荷数据（PD）缓存、提取和分组成帧；

-所述光地面终端（30）启动连接所述光地面终端（30）和所述低地球轨道卫星（20）的上行链路信道（UC），所述上行链路信道（UC）是采集和追踪信标信道，其包括用于采集的广角光束（W）和用于追踪的导向光束（G）；

-所述通信子系统（CS）采集所述广角光束（W），接着连续追踪所述上行链路信道（UC）的导向光束（G）；

-当连接所述低地球轨道卫星（20）和所述光地面终端（30）的下行链路信道（DL）可用时，通过所述通信子系统（CS）传输有效载荷数据（PD）的所述帧；

-所述光地面终端（30）经由所述上行链路信道（UC）请求重传不成功地/错误地接收的帧；

-当接收到重传请求后，所述通信子系统（CS）重传每个帧；

其中，所述上行链路信道（UC）是脉冲位置调制PPM。