1.一种低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述方法包括:将TDMA上行链路数据帧依次划分为:包括竞争接入时隙和接入广播时隙的接入子帧、包括多个预约时隙和一个预约广播时隙的预约子帧、以及包括多个数据时隙的数据子帧;使地面设备在所述竞争接入时隙向卫星提出预约时隙申请;设置接入协议,使所述卫星按照所述接入协议在所述竞争接入时隙内向所述地面设备分配预约时隙,以使所述地面设备按照业务等级从高到低接入所述卫星,使所述地面设备中业务等级相同的部分按照链路状态从好到差接入所述卫星;所述卫星在所述接入广播时隙向所述地面设备广播包括预约时隙分配结果的预约时隙分配表;使已分配预约时隙的地面设备在对应的预约时隙向所述卫星提出数据时隙申请;设置数据时隙分配协议,使所述卫星按照所述数据时隙分配协议在所述预约子帧内向所述已分配预约时隙的地面设备分配数据时隙,以使所述已分配预约时隙的地面设备按照业务等级从高到低获取数据时隙,使所述已分配预约时隙的地面设备中业务等级相同的部分按照链路状态从好到差获取数据时隙;所述卫星在所述预约广播时隙向所述地面设备广播包括数据时隙分配结果的数据时隙分配表;所述地面设备根据所述数据时隙分配表在对应的数据时隙与所述卫星进行数据交流;所述预约子帧的时长和所述数据子帧的时长根据接入卫星的地面设备数目动态调整,所述预约时隙的数目根据所述接入卫星的地面设备数目动态调整;所述接入协议包括卫星接入协议和地面设备接入协议,所述卫星接入协议用于确定所述卫星在所述接入子帧内的工作,所述卫星接入协议包括:a1)检测竞争接入时隙是否结束,若是,向所有地面设备广播预约时隙分配表;若否,执行下一步;a2)检测上行接收通道的自动增益控制单元是否工作,若是,执行下一步;若否,将上行链路状态标识设置为“空闲”,并返回步骤a1;a3)判断TDMA上行链路数据帧是否存在可用预约时隙,若是,执行下一步;若否,将上行链路状态标识设置为“占用”,并返回步骤a1;a4)将上行链路状态标识设置为“占用”;a5)接收并解析地面设备的入网申请;a6)检测地面设备的入网申请是否解析成功,若是,将可用预约时隙分配给当前申请入网的地面设备,同时对预约时隙分配表进行更新并向所有地面设备广播更新后的预约时隙分配表,而后返回步骤a1;若否,返回步骤a1。
2.根据权利要求1所述的低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述TDMA上行链路数据帧是否存在可用预约时隙采用如下方式进行定义:当TDMA用户数未达到所述卫星的系统最大容量时,所述TDMA上行链路数据帧存在可用预约时隙;当所述TDMA用户数达到所述卫星的系统最大容量时,若已入网的地面设备中存在业务等级低于所述当前申请入网的地面设备,所述TDMA上行链路数据帧存在可用预约时隙;当所述TDMA用户数达到所述卫星的系统最大容量时,若所述已入网的地面设备中存在业务等级等于所述当前申请入网的地面设备且链路状态差于所述当前申请入网的地面设备,所述TDMA上行链路数据帧存在可用预约时隙。
3.根据权利要求2所述的低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述地面设备接入协议用于确定所述地面设备在所述接入子帧内的工作,所述地面设备接入协议包括:b1)检测竞争接入时隙是否结束,若是,进入接入广播时隙,接收卫星广播的预约时隙分配表;若否,执行下一步;b2)解析最新接收的相邻的两个预约时隙分配表;b3)检测在相邻的两个预约时隙分配表中是否能检索到自身的逻辑地址,若是,返回步骤b1;若否,执行下一步;b4)持续检测上行链路状态标识,直到上行链路状态标识为“空闲”;b5)设置退避计时器并设定一个退避时间;b6)启动退避计时器进行计时;b7)检测上行链路状态标识是否为“空闲”,若是,执行下一步;若否,冻结退避计时器,并持续检测上行链路状态标识,直至上行链路状态标识为“空闲”,返回步骤b6;b8)判断退避计时器是否减至0,若是,执行下一步;若否,返回步骤b7;b9)检测竞争接入时隙是否结束,若是,进入接入广播时隙,接收卫星广播的预约时隙分配表;若否,向卫星发送入网申请,返回步骤b1。
4.根据权利要求3所述的低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述数据时隙分配协议包括卫星时隙分配协议和地面设备时隙分配协议,所述卫星时隙分配协议用于确定所述卫星在所述预约子帧内的工作,所述卫星时隙分配协议包括:c1)在预约时隙内接收地面设备的数据时隙申请,记录每个地面设备的数据时隙申请数、业务等级、以及每个地面设备所对应的预约时隙内自动增益控制单元在接收信号时的增益值,并构建包括每个地面设备对应的逻辑地址、数据时隙申请数、业务等级和增益值的数据时隙需求表;c2)计算可用数据时隙总数V;c3)根据数据时隙需求表,计算业务等级i对应的地面设备的数据时隙申请数总和U i ,i=1、2、3……n,n为已接入卫星的地面设备中最低业务等级对应的数值;c4)设定U 0 =0;c5)设定i=1;c6)检测 是否成立,若是,执行下一步;若否,执行步骤c9;c7)按照业务等级i对应的地面设备的数据时隙申请数向业务等级i对应的地面设备分配数据时隙;c8)检测i=n是否成立,若是,执行步骤c11;若否,使i的数值增加1,并返回步骤c6;c9)统计业务等级i对应的地面设备总数N i ;c10)检测 是否成立,若是,按照增益值从低到高对N i 个业务等级i对应的地面设备进行排序,依照排序顺序分别向N i 个地面设备中的前 个地面设备分配一个数据时隙,并执行下一步;若否,先分别向N i 个业务等级i对应的地面设备分配一个数据时隙,再按照增益值从低到高对N i 个地面设备进行排序,依照排序顺序和N i 个地面设备的数据时隙申请数依次向N i 个地面设备分配数据时隙,直至可用数据时隙分配完,并执行下一步;c11)结束数据时隙分配过程,构建包括每个地面设备对应的逻辑地址和获分配的数据时隙数的数据时隙分配表,并向地面设备广播数据时隙分配表。
5.根据权利要求4所述的低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述地面设备时隙分配协议用于确定所述地面设备在所述预约子帧内的工作,所述地面设备时隙分配协议包括:d1)持续监测预约时隙进程,直到到达对应的预约时隙;d2)向卫星发送包括数据时隙申请数和业务等级的申请信息;d3)等待接收卫星广播的数据时隙分配表;d4)解析已接收的数据时隙分配表;d5)检测在数据时隙分配表中是否能检索到自身的逻辑地址且对应的获分配的数据时隙数大于0,若是,根据数据时隙分配表计算自身数据时隙的起始位置;若否,消除自身的预约时隙序号,等待下一次竞争接入时隙到来时重新向卫星提出预约时隙申请。
6.根据权利要求5所述的低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述方法还包括:设置地面设备入网及退网协议,所述地面设备入网及退网协议用于所述卫星根据地面设备入网及退网情况对所述预约时隙分配表进行调整。
7.根据权利要求6所述的低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述地面设备入网及退网协议包括:在竞争接入时隙内,所述卫星按照所述卫星接入协议对所述预约时隙分配表进行调整;在预约时隙内,所述卫星若未接收到地面设备上传的数据时隙申请信息或者接收到的数据时隙申请信息错误,所述卫星将所对应的地面设备从所述预约时隙分配表中删除,并释放对应的预约时隙;在数据时隙内,所述卫星若未接收到地面设备上传的有效数据或者接收到地面设备上传的“时隙释放”标识符,所述卫星将所对应的地面设备从所述预约时隙分配表中删除,并释放对应的预约时隙。
8.根据权利要求1或7所述的低轨卫星时分多址接入方法,其特征在于,所述方法还包括:对上行链路数据包和下行链路数据包的结构进行设置;所述上行链路数据包包括上行通用字段和上行专用字段,所述上行通用字段用于描述上行链路的通用控制信息,所述上行专用字段用于描述地面设备的特定要求;所述下行链路数据包包括下行通用字段和下行专用字段,所述下行通用字段用于描述上行链路状态和地面设备信息,所述下行专用字段用于地面设备的业务数据传输。