[发明专利]一种基于IEEE 802.11协议的小卫星集群通信系统

权利要求书

1.一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：包括一个中心卫星节点和若干个普通卫星节点，中心卫星节点对各卫星节点的组网和通信进行控制，且各卫星节点通过IEEE802.11协议中的CSMA/CA模式共享物理信道进行通信，其中，中心卫星节点以CSMA/CA模式定义的PIFS帧间隔访问物理信道，普通卫星节点以CSMA/CA模式定义的DIFS帧间隔访问物理信道。

2.根据权利要求1所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：物理信道对应的逻辑信道包括组网信道和数据通信信道，其中：在设定的组网周期内，中心卫星节点控制组网信道进行组网操作和入网登记；在设定的数据通信周期内，中心卫星节点和普通卫星节点工作于数据通信信道，其中，中心卫星节点首先对网络内的各普通卫星节点按顺序进行测控轮询，在测控轮询结束后，各卫星节点开始进行数据通信业务。

3.根据权利要求2所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：在组网初始时刻，或中心卫星节点接收到地面发送的重新组网指令时，开启组网周期，即中心卫星节点开始控制组网信道进行组网操作和入网登记。

4.根据权利要求2或3所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：中心卫星节点控制组网信道进行组网操作和入网登记，具体实现过程如下：

(1)、中心卫星节点广播发送组网信标帧到普通卫星节点；

(2)、普通卫星节点监听到中心卫星节点发送的组网信标帧后，如果决定加入网络，则采用CSMA/CA模式抢占组网信道，并发送关联请求帧到中心卫星节点；

(3)、中心卫星节点收到普通卫星节点发送的关联请求帧后，对所述普通卫星节点进行身份验证，并根据身份校验结果和当前的网络容量，判决是否允许所述普通卫星节点加入网络；

(4)、中心卫星节点发送关联申请反馈帧到申请入网普通卫星节点，通知所述普通卫星节点是否可以入网；其中，中心卫星节点对允许入网的普通卫星节点进行顺序编号，并在组网管理信息库中记录所述普通卫星节点的信息参数。

5.根据权利要求4所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：中心卫星节点发送的组网信标帧中的信息包括：网络名称、组网信标帧发送周期、网络剩余容量、信道及物理层参数、中心卫星节点轨道及姿态参数。

6.根据权利要求4所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：普通卫星节点发送的关联请求帧中的信息包括：所述普通卫星节点身份验证信息和所述普通卫星节点当前轨道及姿态参数。

7.根据权利要求2所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：中心卫星节点对入网的各普通卫星节点进行测控轮询的具体实现方法如下：在设定的测控周期内，中心卫星节点依次对网络中的普通卫星节点发送测控轮询帧，并且中心卫星节点在发出一个测控轮询帧后等待一个设定周期T，在所述周期T内等待普通卫星节点反馈的测控信息，然后在等待周期T结束后再发送另一个测控轮询帧到下一个普通卫星节点，依次完成网络内的所有普通卫星节点的测控轮询，然后广播发送测控段结束信标；普通卫星节点接收到所述测控段结束信标后，开始进行普通卫星节点间的数据通信业务。

8.根据权利要求7所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：如果普通卫星节点在M个测控周期内，均没有对针对测控轮询帧反馈自己的测控信息，则中心卫星节点判断所述普通卫星节点不在本网络内，并将所述普通卫星节点从组网管理信息库中删除。

9.根据权利要求1所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：中心卫星节点由地面站发送指令进行指定。

10.根据权利要求5所述的一种基于IEEE802.11协议的小卫星集群通信系统，其特征在于：每个卫星节点具有唯一的编号，网络名称采用中心卫星节点的编号。