[發明專利]一種基于優先級的高實時航天器數據傳輸方法

在審

• 申請號: 201310300567.6
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103414692A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 徐建;喬磊;龔健;楊樺;楊孟飛
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/865
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 安麗

技術領域

本發明涉及一種航天器數據傳輸方法，屬于航天器數據傳輸領域。

背景技術

隨著航天器功能越來越復雜，航天器內部或航天器間組網進行數據通訊和協同工作成為航天器發展的趨勢。目前航天器網絡數據傳輸多采用TCP/IP協議，而TCP/IP協議存在實時性差、可靠性低和設計復雜的缺陷。

航天器進行數據通信和協同工作傳輸的數據主要分為控制數據和事務數據。控制數據對數據傳輸的實時性要求高，而數據量一般較小；事務數據對數據傳輸的實時性要求低，而對數據傳輸速度、吞吐量要求高。通用TCP/IP協議對傳輸的數據包類型在協議層不進行區分對待，無法滿足實時性要求高的控制數據的傳輸。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于優先級的高實時航天器數據傳輸方法，解決了使用TCP/IP協議用于航天器數據通訊實時性差、可靠性低的問題。

本發明包括如下技術方案：

一種基于優先級的高實時航天器數據傳輸方法，步驟如下：

（1）將指定要發送的數據分割成若干個數據包，將數據包按照數據組織的先后順序連續分配序號；

（2）對每個數據包設置其優先級，按照數據包優先級由高到低的順序發送數據包；

（3）接收方收到一個數據包之后，校驗該數據包的完整性和正確性，之后向發送方發送一個確認數據包，該確認數據包中包括下一個想要接收數據包的序號；

（4）發送方收到確認數據包之后發送下一個數據包，若未在指定時間內收到確認數據包則重新發送此數據包；

（5）直到所有數據包均發送到接收方，接收方將接收到數據包按照序號的先后順序將數據包合并成完整的數據。

所述步驟（1）中將數據分割成的數據包格式具體為：所述數據包格式中包括目的地址、本地地址、目的端口、本地端口、序列號、確認號、數據包類型、優先級、數據域和校驗和；

本地地址和本地端口表示發送方的地址和端口，各占用一個字節，目的地址和目的端口表示接收方的地址和端口，各占用一個字節，序列號為發送方發送數據包的序號，占用兩個字節，確認號用于對最新收到的一個數據包的確認回答，其值等于該數據包的序號，占用兩個字節；數據包類型占用四個比特，優先級是用4比特表示該數據包在網絡中傳輸的優先級；校驗和用于校驗數據包，數據域存放要傳輸的數據。

所述基于優先級的高實時航天器數據傳輸發生在網絡傳輸層中。

所述數據包類型包括ACK、SYN、FIN和RST；

ACK等于1時，表明該數據包是確認數據包；SYN等于1時，該數據包是請求建立連接的數據包；FIN等于1時，該數據包是釋放連接的數據包；RST等于1時，該數據包是拒絕連接的數據包。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

本發明通過傳輸層中將數據包設定不同的優先級，優先級高的數據包可被第一時間傳輸，以便于將實時數據及時傳輸到目的節點。在數據包傳輸過程中采用數據包校驗和數據包應答、超時重傳等機制，保證了數據包傳輸的可靠性。本發明提出的基于優先級的航天器數據傳輸方式具有實時性高，可靠性高的特點。

附圖說明

圖1為本發明的傳輸層數據包的格式。

圖2為本發明方法流程圖。

具體實施方式

下面就結合附圖對本發明做進一步介紹。

如圖2所示，本發明提供了一種基于優先級的高實時航天器數據傳輸方法，發生在網絡傳輸層中，網絡傳輸層是指OSI網絡七層模型中的傳輸層。采用基于優先級搶占的數據包傳輸方法，在傳輸過程中設置數據包的優先級，優先級高的數據包先于優先級低的傳輸，提高數據傳輸的實時性；并采用多級數據校驗及超時重傳機制等提高數據傳輸的可靠性。其步驟如下：

（1）將指定要發送的數據分割成若干個數據包，將數據包按照數據組織的先后順序連續分配序號；

具體為：如圖1所示，所述數據包格式中包括目的地址、本地地址、目的端口、本地端口、序列號、確認號、數據包類型、優先級、數據域和校驗和；

本地地址和本地端口表示發送方的地址和端口，各占用一個字節，目的地址和目的端口表示接收方的地址和端口，各占用一個字節，序列號為發送方發送數據包的序號，占用兩個字節，確認號用于對最新收到的一個數據包的確認回答，其值等于該數據包的序號，占用兩個字節；數據包類型占用四個比特，優先級是用4比特表示該數據包在網絡中傳輸的優先級；校驗和用于校驗數據包，數據域存放要傳輸的數據；