CN109217914B - 一种电磁波数据传输方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁波数据传输方法及***，包括地面主信息节点、通信卫星、中继卫星、上行控制载波、中继卫星天线单元，所述地面主信息节点通过有线宽带与外界相连，所述地面主信息节点通过中继卫星与通信卫星相连，所述通信卫星包括了通信卫星服务范围，所述通信卫星分别与移动终端和地面数据汇集节点相连，所述移动终端和地面数据汇集节点设于通信卫星服务范围内，所述移动终端包括了数据汇集节点，所述地面数据汇集节点设置于地面数据汇集节点的服务范围内；本发明不仅减少了地面无线数字基站的升级需求，还减少了对无线频谱带宽的应用需求；并规避掉电磁波峰谷干涉相消的问题，更进一步的增加单位时间内电磁波串行发射的次数。

Description

一种电磁波数据传输方法及***

技术领域

本发明涉及无线传输领域，具体是一种电磁波数据传输方法及***。

背景技术

发明专利CN201510958059.6公开了一种电磁波模拟数字高进制传输方法及***，该***由数据协议建立模块、二进制数据与高进制数据模拟转换模块、高进制数据分配电磁波段模块和宽频段电磁波发射接收模块组成，二进制数据与高进制数据模拟转换模块包含第一指令存储单元、数据分析单元、数据加码减码输出单元，高进制数据分配电磁波段模块包含第二指令存储单元、高进制数代码存储单元、电磁波段数据对应代码存储单元、对比数据输入输出单元，将计算机二进制数据等份分割转换成三进制及以上的模拟高进制数据，并用模拟高进制数据配对的电磁波段以最短振荡周期数发射；再反向解码还原成二进制数据，发明专利 CN201510958059.6的有益效果是信号干扰小、能耗低、数据传输量大、安全性强，但是发明专利CN201510958059.6也有不足之处：

只公开了最基本的传输原理和方法，没有发明具体的大规模传输原理、协议的建立具体方法和大规模终端数据的上行规则，数据传输速度的进一步提高的原理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电磁波数据传输方法及***，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电磁波数据传输方法及***，包括地面主信息节点、通信卫星、中继卫星、上行控制载波、中继卫星天线单元，所述地面主信息节点通过有线宽带与外界网络相连，所述地面主信息节点通过中继卫星与通信卫星相连，所述通信卫星包括了通信卫星服务范围，所述通信卫星分别与移动终端和地面数据汇集节点相连，所述移动终端和地面数据汇集节点设于通信卫星服务范围内，所述移动终端包括了数据汇集节点，所述地面数据汇集节点设置于地面数据汇集节点的服务范围内。

作为本发明进一步的方案：通信卫星向所有移动终端发射统一的数据电磁波和上行控制载波，通信卫星也向地面数据汇集节点发射独立的电磁波组合，并接收其发射的独立的上行数据电磁波。

作为本发明进一步的方案：所述地面数据汇集节点不仅使用独立的电磁波组合来向终端发射电磁波，也使用独立的上行控制载波链来对地面数据汇集节点的服务范围内的移动终端进行上行数据控制，同时在接收到移动终端的数据后使用一套独立的电磁波向通信卫星发射数据，而移动终端自发组成数据汇集节点则是由卫星向所有终端发射数据，数据汇集节点只接收所服务的终端的上行数据，汇总后使用一套独立的电磁波向卫星发向射上行数据。

作为本发明进一步的方案：所述中继卫星天线单元外部接收电磁波，所述中继卫星天线单元包括了天线、电磁振荡电路、检波和控制单元及电磁振荡电路电磁信号直接传输导线。

作为本发明进一步的方案：所述中继卫星天线单元经过电磁振荡电路与检波和控制单元相连，两个中继卫星天线单元中的电磁振荡电路经过电磁振荡电路电磁信号直接传输导线相连，将一个接收天线接收到的电磁波信号数据直接导入到发射天线的共振电路的信号输入端，使用新型的接收电磁波直接转换控制发射电磁波电路，中继信号直接转成另一组电磁波，就可以使数据保密性再次加强，且中继模式和基站模式都可以使用。

作为本发明进一步的方案：使用上行控制载波链的形式来控制各个终端的上行顺序，上行控制载波链由频率和波长固定但振幅可调的一个始终循环发射的电磁波构成，由调制解调器调制成各种振幅的波形，每个控制终端上行数据的波形都是一个终端的上行时间段，用一个特定的波形来代表起始，用一个特定的波形代表报名期和循环终止期；使用自适应方法来根据终端数量来增加载波链的条数据和长度。

作为本发明进一步的方案：所述上行控制载波链包括了控制终端上行数据的波形、因为终端相对卫星的距离远近而增加或减少的上行时间间隔波形、载波链的结尾特殊波形、报名时间区间波形、上行滞后时间段、上行数据电磁波链、减少分配的时间区间波形、加长分配的时间区间波形及解调的波形，所述上行控制载波以水平轴为时间轴，所述上行控制载波设置有控制终端上行数据的波形，所述控制终端上行数据的波形之间设置有因为终端相对卫星的距离远近而增加或减少的时间间隔波形，所有上行数据载波的波形之后连接有载波链的结尾特殊波形，所述载波链的结尾特殊波形设有报名时间区间波形，移动终端接收到并同步解调上行控制载波波形造成的统一数据上行时间滞后，形成上行滞后时间段，所述上行滞后时间段之后设置有上行数据电磁波链，上行数据量少而由卫星调制的减少分配的时间区间波形、上行数据量增加而由卫星调制的加长分配的时间区间波形设于同步解调的波形上方，所述解调的波形设于上行控制载波的下方。

作为本发明进一步的方案：使用一组电磁波对数据链上的单位长度数据进行位置指代，在不增加过多的数据电磁波的情况下完全避免电磁波叠加发射时的波的峰谷相消所造成的检波困难。

作为本发明进一步的方案：使用多套伴随波，包含多套临时伴随波用来保证伴随波的叠加发射时的波的峰谷相消， 连续同数发射会造成峰谷相消检波困难；使用小伴随波组合来否决掉在成组发射当中的不可以被发射的伴随波组合数据。

作为本发明进一步的方案：当一个数据发射中心在接收到将要发送到多个终端的数据后先由数据流入端进入第一存储单元暂存，第一存储单元内的数据大小按所拥有的终端数量和各自数据量自动分配大小；数据调取模块由综合数据调取模块通过控制电路控制，负责调取一定量的所有终端的数据。而第二存储单元内的终端数据量为统一大小，为了保证每个终端的数据传输速度都是大体相同，因此在一个时间周期内，第二存储单元内的终端数据发送完成才会从第一存储单元调入数据；综合数据调取模块的调取规则是按时间顺序的优先级来调取，调取的数据进入数据与电磁波数据转换模块中进行转换并暂存，同时向电磁波综合排列模块流入，电磁波综合排列模块根据所有转换过的电磁波参数，来消除所有同样的电磁波参数，每种电磁波只保留一个，将所有同时间段的电磁波数据汇总后，根据伴随电磁波数据的组合数后重复、增加了不需要的组合，来再增加对应的小组合数电磁波，将所有的电磁波数据导入到发射模块后，一次数据发射完成，电磁波综合排列模块向综合数据调取模块发送交互数据，综合数据调取模块再根据数据来开始再一次数据调取。综合了现有技术中的单对单、单对多模式，将大型数据发射中心的多终端对多终端的数据发射进行汇总；在逻辑层面上先进行数据处理，再进行综合发射，使所有终端的数据传输速度更均衡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：增加了创新性的上行规则，并形成了一整套数据传输***，不仅大大的减少了地面无线数字基站的升级需求，还减少了对无线频谱带宽的应用需求；并且创新性的发明极限堆叠技术，通过多个天线发射单元，将电磁波发射周期排续进行无限制堆叠，从而使数据传输速度得到更大的提升；增加了电磁波与数字信息的指代性的范围，可以完全规避掉由于同频发射时出现的电磁波峰谷干涉相消的问题，可以更进一步的增加单位时间内电磁波发射的次数并且减少不同电磁波频率的使用数量，极大的增加数据传输速度；大型网络数据中心可以直接使用卫星与各地移动设备进行数据直连，不仅数据吞吐能力大大增强，也能减少数据中心的电力消耗和网络费用，并且安全性保密性大大提高。

附图说明

图1为本发明中大型综合数据传输***示意图。

图2为本发明中两种地面数据汇集节点服务区域示意图。

图3为本发明中移动终端自发组成数据汇集节点原理图。

图4为本发明中中继器上硬件直接电磁波频率转换再发射示意图。

图5为本发明中终端报名注册原理图。

图6为本发明中载波链与终端上行关系示意图。

图7为本发明中电磁波叠加发射原理图。

图8为本发明中正常数据指代与位置指代对照表。

图9为本发明中指代对应的实例示意图。

图10为本发明中使用循环策略发射电磁波原理图。

图11为本发明中针对老式终端所使用的减少指代位宽的发射次数的方法图。

图12为本发明中大型数据发射中心对多个终端的数据汇集与综合发射的逻辑与物理结构图。

图中：1-地面主信息节点，2-通信卫星，2001-通信卫星服务范围，3-中继卫星，4-

移动终端，4001-数据汇集节点，5-地面数据汇集节点，5001地面数据汇集节点的服务范围，6-有线宽带，7-上行控制载波链，7001-控制终端上行数据的波形，7002-时间间隔波形，7003-波形链的结尾特殊波形，7004-报名时间区间波形，7005-上行滞后时间段，7006-上行数据电磁波链，7007-减少分配的时间区间波形，7008-加长分配的时间区间波形，7009-解调的波形，8-中继卫星天线单元，8001-天线，8002-电磁振荡电路，8003-检波和控制单元，8004-电磁振荡电路电磁信号直接传输导线。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，本发明实施例中，一种电磁波数据传输方法及***，如图1及图2，包括地面主信息节点1、通信卫星2、中继卫星3、上行控制载波链7、中继卫星天线单元8，所述地面主信息节点1通过有线宽带6与外界相连，所述地面主信息节点1通过中继卫星3与通信卫星2相连，所述通信卫星2包含有通信卫星服务范围2001，所述通信卫星2分别与移动终端4和地面数据汇集节点5相连，所述移动终端4和地面数据汇集节点5设于通信卫星服务范围2001内，所述移动终端4包括了数据汇集节点4001，所述地面数据汇集节点5设置于地面数据汇集节点的服务范围5001内；一个大型地面数据中心需要通过中继卫星3中继信号，才能将数据发送到远端通信卫星2上，并由通信卫星向地面服务区域进行数据传输；

地面数据汇集节点5不仅使用独立的电磁波组合来向终端发射电磁波，也使用独立的载波链来对通信卫星服务范围2001内的移动终端4进行上行数据控制，同时在接收到移动终端4的数据后会使用一套独立的电磁波向通信卫星2发射数据，而移动终端4自发组成数据汇集节点4001则是由卫星向所有终端4发射数据，数据汇集节点4001仅仅只是接收到所服务的移动终端4的上行数据，并使用一套独立的电磁波向卫星统一发向射上行数据；

对聚合性的密集移动终端区域，以一个数据转发协议来进行数据汇总达到一定终端数量时可以自发形成节点并向卫星申请获得独立的上行数据电磁波，用于所有签订协议的移动终端的数据统一汇总后上行，对聚合性的某个区域内具有N个移动终端4，则这N个移动终端4根据各自交流情况选择几个移动终端4组成数据汇集节点4001阵列，收集所有周边数据汇总后上传，这里当节点形成之后会被通信卫星2分配一个独立的高速数据电磁波组，在保证数据上行的同时使各终端之间的数据干扰达到最小，也可以使用一个独立的数据上行下行节点，这个节点使用独立的数据电磁波组，可以使周边区域的数据汇流到节点后再上行至通信卫星2，同时由通信卫星2下行的数据会进行分发到移动终端4，如地下、楼宇、列车飞机等相对电磁封闭的空间；

如图3，为了减少一个区域内的所有移动终端的能量消耗，在使用一个相同电磁波转发协议的情况下，可以使一个或几个移动终端4成为数据汇集节点，所有区域内签订电磁波波转发协议的移动终端4可以相比较，通信卫星2向节点发射比上行数据电磁波功率低很多的数据电磁波，而只有一个或几个节点才向通信卫星2发射高功率的电磁波。当一个节点消耗一定的能量后，可以由其它的终端代替；

如图4，所述中继卫星天线单元8外部接收电磁波，所述中继卫星天线单元8包括了天线8001、电磁振荡电路8002、检波和控制单元8003及电磁振荡电路电磁信号直接传输导线8004，所述天线8001经过电磁振荡电路8002和检波和控制单元8003相连，两个中继卫星天线单元8中的电磁振荡电路8002经过电磁振荡电路电磁信号直接传输导线8004相连，使用硬件转换电磁波，来使中继的信号互不干扰；将一个接收天线接收到的电磁波信号数据直接导入到发射天线的共振电路的信号输入端，不仅可以减少数据的电路延时，还能减少中继器的能量消耗；使用新型的接收电磁波直接转换控制发射电磁波电路，中继信号直接转成另一组电磁波，就可以使数据保密性再次加强；

如图5及图6中，所述上行控制载波链7为服务端向终端发射并由终端接收的一个固定波长频率但振幅可调的电磁波，包括了控制终端上行数据的波形7001、上行时间间隔波形7002、载波链的结尾特殊波形7003、报名时间区间波形7004、减少分配的时间区间波形7007、加长分配的时间区间波形7008及解调的波形7009，所述上行控制载波链7以水平轴为时间轴，所述上行控制载波链7为控制终端上行数据的波形7001，所述控制终端上行数据的波形7001是电磁波振幅被调制解调器调制成各种增大振幅的波形，所述控制终端上行数据的波形7001之间设置有上行时间间隔波形7002，所述上行时间间隔波形7002因为终端相对卫星的距离远近而由调制解调器调制加长或缩短，上行控制载波链7的一个循环周期末尾设置有载波链的结尾特殊波形7003，所述载波链的结尾特殊波形7003之后设有报名时间区间波形7004，当终端接收到上行控制载波链7后同步解调载波链波形造成的统一数据上行时间滞后，形成上行滞后时间段7005，终端在接收到上行控制载波链7的同时进行解调，所述移动终端在上行滞后时间段7005之后一个时间段内上行所述上行数据电磁波链7006，上行数据量少而由服务端调制生成的减少分配的时间区间波形7007、上行数据量增加而由服务端调制生成的加长分配的时间区间波形7008设于同步解调的波形7009上方，所述同步解调的波形7009设于上行控制载波链7的下方；使用载波链的形式来控制各个终端的上行顺序，上行控制载波链由频率和波长固定但振幅可调的一个始终循环发射的电磁波构成，由调制解调器调制成各种振幅的波形，每个控制终端上行数据的波形都是一个终端的上行时间段，用一个特定的波形来代表起始，用一个特定的波形代表报名期和循环终止期。报名期是在载波链的周期结尾的一个时间段，在这个时间段内所有的没有建立协议接入网络的终端设备都可以发射自己所拥有的出厂唯一身份电磁波组合，而卫星在接收到所有的唯一身份电磁波组合后会根据同步发射的电磁波数来自动分配成组。

进行初始沟通和协议建立：在上行控制载波的一个循环周期完结的尾部，会有一段时间的上行报名期，移动终端根据自己在出厂时设置的伴随波组合和周边的在这一段时间内的电磁波频率，进行一次伴随波独立发射，只发射伴随波，而卫星在接收到这一个时间段所发射的伴随波组合后通过检波找出几个组合，当已有组合已经建立时，则去掉，在没有建立的N个组合里根据上行控制载波周期链长度，随机找出几个组合，并根据数据库内的固定参数和加密规则在下行时添加沟通认定、协议建立完成数据，数据包含终端上行的时间段，上行控制载波在这个时间段是什么解调波形，上行时间长度，数据有效期等，同时将上行控制载波链的周期加长或直接在上行控制载波链上的空白波形上增加调制波形。当终端接收到自己所属的伴随波所伴随的数据后会根据自身出厂设置的规则解码数据，解出则会根据卫星给出的参数进行一次上行确认，当卫星确认完成后则协议建立完成，终端不再在上行报名期发射伴随波，转而在协议规定的时间段内进行上行，从协议开始到完成最快只要用到两个上行周期。而没有建立完成的N个终端则继续在上行报名期发射伴随波报名，而当某个终端不再上行数据一段时间后，卫星会根据协议规则，取消这个终端的协议，并且将上行控制载波链上属于此终端的上行时间段波形改变，（改变后，终端不能根据协议建立时的时间段和波形来上行数据，协议终止，重新在上行报名期报名等待建立协议。）用以分配给后来的终端上行数据。另外可以使用自适应方法来根据终端数量来增加载波链的条数和长度。（当一条链上的终端数达到一定数量时，要么减少所有终端的每个周期的上行时间，要么再加长整个载波链长度，这样相当于在单位时间内的上行速度减少，或者另外再增加一条载波链，并为这条链配置一组新的上行数据电磁波，这样的好处是不影响每个终端的上行速度。）；使用固定频率和波长的上行控制载波来让终端计算电磁波传播衰减、发射端位置、两者相对速度和距离。对单一的已知电磁波频率进行多普勒效应计算，不仅精确，也能减少终端的计算负担，减少能源浪费。而每个区域的上行控制载波链的频率、波长不一样，当终端移动到一个区域时可以根据所接收到的不同上行控制载波链的电磁波的信号强度来选择是否更换新的载波链。这样也能有效的减少因为载波链电磁波传播中的衰减而使移动终端增加上行数据时的电能消耗（增加发射电磁波的功率。增加调制解调器上放大电路上的电能，以达到更优质的解码，但更耗电。）也能使移动终端快速更换数据接入点，当一个移动终端从一个地面数据汇集节点服务区域移动到另一个地面数据汇集节点服务区域时，通过对两个区域的上行控制载波的信号强度进行比较，自动选择信号更强的载波链进行网络接入。使用小伴随波组合来否决掉在成组发射当中的不可以被发射的伴随波组合数据，如总伴随波是为所有终端设备所有，但小伴随波组合以小数组方式来应用，通常的情况下按照否定态来选择将某些伴随电磁波不发射，但如果有一个或几个组合却关联了几千个的或者上万的有用伴随波，如果因为这样就将这组伴随波去掉，会造成几千个的或者上万的有用伴随波只能在下个发射周期再发射，这样就降低了总发射速率。而使用小数组伴随波组合的情况下，当需要对某几个终端使用时就可以使用此种方式，在发射伴随波的时候也发射对应的小伴随波组合，当设备同时接收到属于自己的两个小伴随波组合与组合波时，就可以直接无视同时接收到的带伴随波的数据电磁波。

如图7，是电磁波叠加发射原理，如图中左图 电磁波链第一数据电磁波、第二数据电磁波、第三数据电磁波都是同一个波长频率电磁波，连续同数发射时造成峰谷相消从而检波困难，无法进行极限堆叠。而右图进行差值替换或位置指代电磁波链，第一数据电磁波、第二数据电磁波、第三数据电磁波的波长频率都不相同，可以进行极限堆叠，在低于一个电磁波振荡周期之内就可以连续发射，检波时也可以较容易的分辨，最主要的是堆积了发射密度增加了数据传输速度。

如图9，是几种指代分别对应的实例；使用数据链位置指代来减少数据电磁波在叠加发射时由于频率相同所造成的峰谷相消。而如果使用多个电磁波频率来代替同一个二进制数，则会需要叠加发射次数倍率的电磁波频率组数。而使用位置指代则只需要增加叠加发射次数的电磁波频率。如使用256个电磁波指代8位宽的二进制数字，则在一个周期内叠加发射8次则需要256*8=2048个电磁波频率才能不出现随机的频率相同所造成的峰谷相消，而使用位置指代则只需要增加8个电磁波频率，一个周期内叠加发射16次则只使用数据指代需要256*16=4096个电磁波频率，使用位置指代，则只需要增加16个电磁波频率。而使用如图8中的指代两个位置的方法，则更能增加数据的压缩率和安全性。同样的也可以使用如图8所示的3位位宽的数据指代和二位位宽的数据指代也可以达到位置指代所能达到的安全性和叠加发射次数，但是增加了单位数据量下电磁波的发射次数。

如图11，针对老式终端所使用的减少指代位宽的发射次数的方法，一单元接收时，第二单元自动调整接收频段，第三单元准备完成接收，第一单元接收完成后，立刻开始调整接收频段准备接收第四个。用此方 法可以减少客户机上的接收单元数。并增加频率准确率。其使用多少数据接收单元以数据频段密集程度，和数据发射时的堆积程度有关。也可以是如下方式来兼容老设备。虽然主发射机以四位16个为周期发射，但是对于老设备来说，其分配的数据频段为三位8个或两位4个为周期，因此，可以在16周期中间隔分配频段；

如图12，当一个数据发射中心在接收到将要发送到多个终端的数据后先由数据流入端进入第一存储单元暂存，第一存储单元内的数据大小按所拥有的终端数量和各自数据量自动分配大小。数据调取模块由综合数据调取模块通过控制电路控制，负责调取一定量的所有终端的数据。而第二存储单元内的终端数据量为统一大小，为了保证每个终端的数据传输速度都是大体相同，因此在一个时间周期内，第二存储单元内的终端数据发送完成才会从第一存储单元再次调入数据。综合数据调取模块的调取规则是按时间顺序的优先级来调取，调取的数据进入数据与电磁波数据转换模块中进行转换并暂存，同时向电磁波综合排列模块流入，电磁波综合排列模块根据所有转换过的电磁波参数，来消除所有同样的电磁波参数，每种电磁波只保留一个，将所有同时间段的电磁波数据汇总后，根据伴随电磁波数据的组合数后重复、增加了不需要的组合，来再增加对应的小组合数电磁波，将所有的电磁波数据导入到发射模块后，一次数据发射完成，电磁波综合排列模块向综合数据调取模块发送交互数据，综合数据调取模块再根据数据来开始再一次数据调取。综合了现有技术中的单对单、单对多模式，将大型数据发射中心的多终端对多终端的数据发射进行汇总。在逻辑层面上先进行数据处理，再进行综合发射，使所有终端的数据传输速度更均衡。

本发明的工作原理是：

一个大型地面数据中心需要通过中继卫星3中继信号，才能将数据发送到远端通信卫星上2，并由通信卫星2向地面服务区域进行数据传输。为了减少磁波的传输过程中的干扰问题，和提高数据传输的速度，在中继卫星3上使用创新性的解决方案，直接由接收天线单元中的电磁振荡电路8002分出一路信号到发射天线单元的电磁振荡电路8002的放大电路上，而不是再由检波和控制单元来中转信号。检波和控制单元8003只负责调整电磁振荡电路上的振荡频率和幅度，用以保持输出信号的稳定；而地面数据中心与中继卫星3、通信卫星2、地面数据汇集节点5之间都相互始终发射一条固定波长频率的电磁波，用以相互之间计算相对位置、速度和电磁波衰减，从而校准天线并增加或减少发射功率以保证上行下行的数据稳定。同时每两个发射端之间使用独立的数据磁波组合，而中继卫星3则对数据磁波组合进行无延迟直接转换发射。当中转的数据电磁波进入通信卫星2后，则通信卫星2进行解码，并同步向所有通信卫星服务范围2001内的移动终端4进行数据发送服务。通信卫星2向通信卫星服务范围2001内发射周期性的上行控制载波链7来控制移动终端上行数据的排队。另外对地面数据汇集节点5使用独立的数据电磁波发射接收服务。地面数据汇集节点5再向地面数据汇集节点5001的服务范围内的所有移动终端4进行数据服务。服务方式与通信卫星2相同。由于地面数据汇集节点5的上行控制载波链7的信号强度、计算出来的相对位置和速度等参数都优于通信卫星2，因此在一般情况下移动终端4都会自动选择地面数据汇集节点5进行数据接入。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种电磁波数据传输***，包括地面主信息节点（1）、通信卫星（2）、中继卫星（3）、上行控制载波链（7）、中继卫星天线单元（8），其特征在于，所述地面主信息节点（1）通过有线宽带（6）与外界相连，所述地面主信息节点（1）通过中继卫星（3）与通信卫星（2）相连，所述通信卫星（2）分别与移动终端（4）和地面数据汇集节点（5）相连，所述移动终端（4）和地面数据汇集节点（5）均设于通信卫星服务范围（2001）内，所述地面数据汇集节点（5）设于地面数据汇集节点的服务范围（5001）内；所述通信卫星（2）向所有的移动终端（4）发射统一的数据电磁波和上行控制载波（7），所述通信卫星（2）也向地面数据汇集节点（5）发射独立的电磁波组合，并接收地面数据汇集节点（5）发射的独立的上行数据电磁波；

所述地面数据汇集节点（5）采用独立的电磁波组合向移动终端（4）发射电磁波，并且通过独立的上行控制载波链（7）控制所述地面数据汇集节点的服务范围（5001）内的移动终端（4）发射上行数据，同时在接收到移动终端（4）的数据后使用一套独立的数据电磁波向通信卫星（2）发射数据；所述数据汇集节点（4001）由一定区域内的一个或若干个移动终端（4）根据预设的协议自主形成，所述一定区域不在所述地面数据汇集节点的服务范围（5001）内；所述数据汇集节点（4001）只接收所服务的移动终端（4）的上行数据，汇总后使用一套独立的电磁波向通信卫星（2）发射上行数据；

所述上行控制载波链（7）由频率和波长固定但振幅可调的一个始终循环发射的电磁波构成，所述地面数据汇集节点（5）通过所述上行控制载波链（7）对各个移动终端（4）发射上行数据磁波链（7006）的顺序进行控制，所述上行控制载波链（7）由调制解调器调制成各种振幅的波形，所述波形包括控制终端上行数据的波形（7001）、上行数据时间间隔波形（7002）、载波链的结尾特殊波形（7003）、报名时间区间波形（7004）、减少分配的时间区间波形（7007）、加长分配的时间区间波形（7008）及解调的波形（7009），所述控制终端上行数据的波形（7001）在一个循环周期内有若干个，各个所述控制终端上行数据的波形（7001）均不同，每个移动终端（4）对应于不同的控制终端上行数据的波形（7001），所述移动终端（4）根据控制终端上行数据的波形（7001）被解调出来的时间顺序进行发射所述上行数据磁波链（7006），解调出所述控制终端上行数据的波形（7001）所需的时间为相应的移动终端发射所述上行数据磁波链（7006）所需的时间；

所述控制载波（7）在一个循环周期完结的尾部设有上行报名期，所述报名时间区间波形（7004）对应于上行报名期时间段；没有建立协议接入网络的所有移动终端（4）设备在所述报名期的时间段内与通信卫星之间进行初始沟通和建立协议，所述移动终端（4）设备发射自己所拥有的出厂唯一身份电磁波组合，卫星在接收到所有的唯一身份电磁波组合后会根据同步发射的电磁波数来自动分配成组，并根据数据库内的固定参数和加密规则在下行时添加沟通认定和建立协议数据，移动终端（4）自身出厂设置的规则解码数解出后，根据通信卫星（2）给出的参数进行一次上行确认，当通信卫星（2）确认后完成协议建立；

所述地面主信息节点（1）、通信卫星（2）以及中继卫星（3）对多个电磁波链数据排序叠加发射时，当后续发射的电磁波与之前发射的电磁波存在波长和频率完全相同时，地面主信息节点（1）、通信卫星（2）以及中继卫星（3）对发射的电磁波数据链上的单位长度数据进行位置指代，所述位置指代是根据预设的协议将一个波长和频率完全不同的电磁波上溯所需位置后并代替所述之前发射的电磁波；

所述通信卫星（2）还包括第一存储单元、数据调取模块、第二存储单元、综合数据调取模块、电磁波综合排列模块、电磁波数据转换模块，所述第一存储单元内的数据大小按所拥有的移动终端（4）数量和各自数据量自动分配大小，所述第二存储单元内的移动终端（4）数据量为统一大小，所述第一存储单元通过数据调取模块与第二存储单元连接，所述第二存储单元通过综合数据调取模块与电磁波数据转换模块连接；所述综合数据调取模块调取的数据在电磁波数据转换模块转换并暂存，并通过电磁波综合排列模块导入到发射模块。

2.根据权利要求1所述的电磁波数据传输***，其特征在于所述中继卫星天线单元（8）外部接收电磁波，所述中继卫星天线单元（8）包括了天线（8001）、电磁振荡电路（8002）、检波和控制单元（8003）及电磁振荡电路电磁信号直接传输导线（8004）。

3.根据权利要求1所述的电磁波数据传输***，其特征在于，所述天线（8001）经过电磁振荡电路（8002）和检波和控制单元（8003）相连，两个中继卫星天线单元（8）中的电磁振荡电路（8002）经过电磁振荡电路电磁信号直接传输导线（8004）相连。

4.根据权利要求1所述的电磁波数据传输***，其特征在于，所述移动终端（4）接收到并同步解调上行控制载波链（7）波形造成的数据统一上行时间滞后，形成所有移动终端（4）上行滞后时间段（7005），移动终端（4）在上行滞后时间段（7005）之后一个时间段内上行所述上行数据电磁波（7006），并且根据所述减少分配的时间区间波形（7007）以及所述加长分配的时间区间波形（7008）被解调出来的时间长短来发射上行数据；所述减少分配的时间区间波形（7007）为上行数据量少而形成的；所述加长分配的时间区间波形（7008）为上行数据量增加而形成的。

5.一种应用于如权利要求1-4任一所述的电磁波数据传输***中的传输方法，其特征在于，使用电磁波对数据链上的单组数据的位置进行指代；使用多套伴随波，包含多套临时伴随波。

6.根据权利要求5所述的传输方法，其特征在于，对聚合性的密集移动终端区域，以一个数据转发协议来进行数据汇总,达到一定终端数量时自发配置形成节点并向卫星申请获得独立的上行数据电磁波。

7.根据权利要求5所述的传输方法，其特征在于，所述地面数据汇集节点（5）采用上行控制载波链（7）的形式控制各个移动终端（4）的上行顺序，上行控制载波链（7）由频率和波长固定的一个始终循环发射的电磁波构成，上行控制载波链（7）由调制解调器调制成各种振幅的波形，每个控制终端上行数据的波形都是某一个移动终端（4）的上行时间段，采用一个特定的波形来代表起始，采用另一个特定的波形代表报名期和循环终止期；移动终端（4）根据固定频率和波长的上行控制载波链（7）计算电磁波传播衰减、发射端位置、两者相对速度和距离；使用自适应方法来根据移动终端（4）数量来增加载波链的条数和长度，当一条上行控制载波链（7）所能控制的移动终端（4）达到一定数量时，再设置一条上行控制载波链（7），对新的移动终端（4）进行控制，新的移动终端（4）被分配新的上行数据电磁波。

8.根据权利要求7所述的传输方法，其特征在于，当一个数据发射中心在接收到将要发送到多个移动终端（4）的数据后，先由数据流入端进入第一存储单元暂存，第一存储单元内的数据大小按所拥有的移动终端（4）数量和各自数据量自动分配大小；数据调取模块负责调取一定量的所有移动终端（4）的数据；第二存储单元内的移动终端（4）数据量为统一大小，会在一个时间周期内，将其所存储的移动终端（4）数据全部发送完后再从第一存储单元再次调入数据；综合数据调取模块的调取规则是按时间顺序的优先级来调取，调取的数据进入数据与电磁波数据转换模块中进行转换并暂存，同时向电磁波综合排列模块流入，电磁波综合排列模块根据所有转换过的电磁波参数来组合需要发射的电磁波，并将所有的电磁波数据导入到发射模块后，一次数据发射完成。