基于任务驱动的低轨卫星广播分发装置、方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及卫星数据传输技术领域，具体地，涉及一种基于任务驱动的低轨卫星广播分发设计装置及方法。
背景技术
卫星数据广播分发系统的主要任务是将卫星经目标识别、压缩等处理后的信息进行格式化、编码、加扰、调制及功率放大，对地面多用户终端进行数据广播。通过数据广播分发系统，卫星可将用户亟需的小数据量信息通过广播分发链路直接向用户终端发送，避免了星地数传、中继数传等传统方式传输环节多带来的延时、数据丢失风险。同时，卫星广播分发系统可同时向地面覆盖区域内的多个终端进行广播，地面用户终端可同时接收数据，可大幅提高卫星数据的战术应用能力。
为了有效提高卫星系统的战术应用能力，越来越多的卫星装备了数据广播分发系统，但是仍存在一些问题。一方面，系统对卫星经目标识别、压缩等处理后的信息接收后直接对地广播分发，未针对任务需求对数据进行存储或实时广播路径分析和控制，若当前卫星飞经区域无接收终端或接收终端在下一目标区域，星上获取的分发数据就进行了无效传输。另一方面，系统的广播分发速率为固定码率设计，无法满足地面具备不同接收能力用户终端的使用需求，降低了卫星广播分发的应用效果。
专利文献CN106788674A(201611102623.5)公开了一种用于小卫星的数据广播分发单元，采用了一体化、集成化、小型化的设计思想,满足了小卫星平台对载荷体积小、重量轻、功耗低的切实需求。但是该设计未针对任务需求对待分发数据进行存储或实时广播路径分析和控制，同时为固定速率设计，不能解决本发明提出的针对任务需求进行卫星数据广播分发的问题。
专利文献CN107070539A(201710304969.1)公开了一种海洋卫星数据广播系统,由地面主控站、双向小站、单收小站等组成，实现了广域、高效的信息广播分发能力、安全授权机制。该设计进行了地面终端站的卫星广播数据接收设计，不能解决本发明提出的针对任务需求进行卫星数据广播分发的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于任务驱动的低轨卫星广播分发装置、方法、系统及介质。
根据本发明提供的基于任务驱动的低轨卫星广播分发装置，包括：路由选择单元、存储单元、组帧单元、加密单元、编码加扰单元、速率控制单元和射频处理单元；
所述路由选择单元位于存储单元、组帧单元的左侧且与存储单元、组帧单元相连；
所述组帧单元位于存储单元的右侧且与存储单元相连；
所述加密单元位于组帧单元的右侧且与组帧单元相连；
所述编码加扰单元位于加密单元的右侧且与加密单元相连；
所述速率控制单元位于路由选择单元、组帧单元、加密单元、编码加扰单元的下侧且与路由选择单元、组帧单元、加密单元、编码加扰单元相连；
所述射频处理单元位于编码加扰单元的右侧且与编码加扰单元相连。
根据本发明提供的基于任务驱动的低轨卫星广播分发方法，包括以下步骤：
步骤1：存储回放广播；
步骤2：进行实时广播；
步骤3：对广播分发速率进行分档控制。
优选的，所述存储回放广播包括：卫星飞经区域无接收终端时，将卫星经目标识别和压缩处理后的信息接收后发送至存储单元进行记录，同时添加任务标识；待卫星飞经区域有接收终端时，根据任务需求将对应任务标识的数据读出，经组帧单元、加密单元、编码加扰单元和射频处理单元处理后，对地面终端进行广播分发。
优选的，所述实时广播包括：卫星飞经区域有接收终端时，将卫星经目标识别和压缩处理后的信息接收后，再经组帧单元、加密单元、编码加扰单元和射频处理单元处理后，直接对地面终端进行实时广播分发。
优选的，所述对广播分发速率进行分档控制包括：卫星飞经不同区域时，根据地面接收终端接收能力，设置星上广播分发速率，速率档位包括8kbps、32kbps、64kbps、128kbps、256kbps和512kbps。
根据本发明提供的基于任务驱动的低轨卫星广播分发系统，包括以下模块：
模块M1：存储回放广播；
模块M2：进行实时广播；
模块M3：对广播分发速率进行分档控制。
优选的，所述存储回放广播包括：卫星飞经区域无接收终端时，将卫星经目标识别和压缩处理后的信息接收后发送至存储单元进行记录，同时添加任务标识；待卫星飞经区域有接收终端时，根据任务需求将对应任务标识的数据读出，经组帧单元、加密单元、编码加扰单元和射频处理单元处理后，对地面终端进行广播分发。
优选的，所述实时广播包括：卫星飞经区域有接收终端时，将卫星经目标识别和压缩处理后的信息接收后，再经组帧单元、加密单元、编码加扰单元和射频处理单元处理后，直接对地面终端进行实时广播分发。
优选的，所述对广播分发速率进行分档控制包括：卫星飞经不同区域时，根据地面接收终端接收能力，设置星上广播分发速率，速率档位包括8kbps、32kbps、64kbps、128kbps、256kbps和512kbps。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过设计一种基于任务驱动的低轨卫星广播分发设计装置及方法，可根据飞经区域地面终端工作情况及接收能力，对待分发数据进行存储回放广播或实时广播控制，同时具备多档传输速率可调能力，具有分发效率高、任务适应性好、兼容实时广播、工程实现简单等优点，为未来卫星数据广播分发设计提供参考和依据。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明基于任务驱动的低轨卫星广播分发设计装置的组成示意图；
图2为本发明存储回放广播工作模式示意图；
图3为本发明实时广播工作模式示意图；
图4为本发明速率分档控制模式示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
如图1所示，本发明基于任务驱动的低轨卫星广播分发设计装置包括路由选择单元、存储单元、组帧单元、加密单元、编码加扰单元、速率控制单元、射频处理单元。路由选择单元位于存储单元、组帧单元的左侧且与存储单元、组帧单元相连，组帧单元位于存储单元的右侧且与存储单元相连，加密单元位于组帧单元的右侧且与组帧单元相连，编码、加扰单元位于加密单元的右侧且与加密单元相连，速率控制单元位于路由选择单元、组帧单元、加密单元、编码加扰单元的下侧且与路由选择单元、组帧单元、加密单元、编码加扰单元相连，射频处理单元位于编码、加扰单元的右侧且与编码、加扰单元相连。
所述路由选择单元，根据任务需求完成输入分发数据的路由控制，当需要实时广播分发时将数据发送至所述组帧单元，当需要存储时将数据发送至所述存储单元；
所述存储单元，完成所述路由选择单元输出数据的存储，当需要回放广播分发时，将数据读出发送至所述组帧单元；
所述组帧单元，按照数据广播分发链路的数据格式要求对数据进行相应的格式编排；
所述加密单元，完成实时广播分发数据或回放广播分发数据的加密处理；
所述编码、加扰单元，完成实时广播分发数据或回放广播分发数据的编码及加扰处理；
所述速率控制单元，完成实时广播分发数据或回放广播分发数据的速率分档控制，可分为8kbps、32kbps、64kbps、128kbps、256kbps、512kbps等不同速率模式；
所述射频处理单元，完成实时广播分发数据或回放广播分发数据的扩频调制、QPSK调制、功率放大、滤波等处理，将处理后射频信号发送至广播分发天线。
本发明基于任务驱动的低轨卫星广播分发设计方法包括以下步骤：
步骤一，设计存储回放广播工作模式；
步骤二，设计实时广播工作模式；
步骤三，设计速率分档控制模式。
如图2所示，所述广播分发数据存储回放广播工作模式，是指卫星飞经区域无接收终端时，将卫星经目标识别、压缩等处理后的信息接收后发送至存储单元进行记录，同时添加任务标识。待卫星飞经区域有接收终端时，根据任务需求将对应任务标识的数据读出，经组帧单元、加密单元、编码加扰单元、射频处理单元等处理后，对地面终端进行广播分发。
如图3所示，所述广播分发数据实时广播工作模式，是指卫星飞经区域有接收终端时，将卫星经目标识别、压缩等处理后的信息接收后直接送组帧单元、加密单元、编码加扰单元、射频处理单元等处理后，直接对地面终端进行实时广播分发。
如图4所示，所述速率分档控制模式，是指卫星飞经不同区域时，根据地面接收终端接收能力，设置星上广播分发速率，具备8kbps、32kbps、64kbps、128kbps、256kbps、512kbps等不同速率档位。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
