[發明專利]基于信息隱藏的衛星處理系統擁塞控制方法

有效

• 申請號: 201410022798.X
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103813381B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 張怡;周詮;黎軍;方海;呼延烺;李靜玲;崔濤;梁薇;魏佳圓
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04W28/02
• 分類號: H04W28/02;H04W84/06
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明屬于衛星通信領域，涉及一種衛星處理系統擁塞信息的控制傳輸方法。

背景技術

星上交換是衛星通信的發展趨勢之一。采用星上交換技術，可進行衛星的多波束交換，方便多個地面站之間的通信，從而構成天地一體化的無線通信網絡。因此衛星交換技術將會大大促進我國衛星通信事業的發展。

分組交換包括ATM交換及IP交換等。以ATM交換為例，為了在衛星ATM交換中實現最佳資源利用，預留給每個用戶的所有資源并不都是按照數據的峰值速率來分配的，而是按照連接允許控制（CAC，Connection?Admission?Control）的方法。當地面源端信元發出的速率超過預約速率時，在局部時間上就可能出現業務總負載超過系統所能承受的最大吞吐量、大量信元丟失及系統性能大幅度下降的現象，這種現象即為擁塞。這時星載交換機需要向地面源端發送控制信息來降低地面源端的信元發送速率。此時，僅靠增加交換機內部緩存區的大小只能延遲擁塞，并不能減緩、解決擁塞現象的發生，也不能使交換機在擁塞時實現自恢復。要保證系統的交換性能和正常運行，星上交換機必須將自身的擁塞情況反饋給地面終端。

在現有的擁塞控制技術中，當星載交換機出現擁塞時，要保證系統的交換性能和正常運行，星上交換機必須將自身的擁塞情況反饋給地面終端。由于在擁塞情況下，交換機負載已經達到了飽和，要發送擁塞控制消息，就必須增加物理資源或者丟棄緩存區中的信元，因此造成額外的硬件開銷或者有效信元丟失的情況。

發明內容

本發明的技術解決問題是：克服現有技術中交換機出現擁塞時無法將星上狀態信息通知給地面終端的問題，提供了一種基于信息隱藏的衛星處理系統擁塞控制方法，通過將擁塞控制消息融入業務數據中，利用信息隱藏的方法來傳輸擁塞消息，無需增加額外的物理資源，也無需丟棄緩存區中的數據，即可將星上的狀態信息通知給地面終端，既節省了鏈路資源，也保證了星載處理交換系統的性能和正常運行。

本發明的技術解決方案是：基于信息隱藏的衛星處理系統擁塞控制方法，步驟如下：

（1）當星上交換機出現擁塞時，根據擁塞情況決定發送擁塞控制信息的類型；所述擁塞控制信息類型包括告警信息和丟棄通知消息；

（2）形成信息隱藏的控制信息，包括隱藏標識、隱藏信息類型及隱藏位置；所述的信息隱藏控制信息用于標識待隱藏的擁塞控制信息在業務數據信元中的隱藏位置，其中隱藏標識表明業務數據中是否含有隱藏的擁塞控制信息，隱藏信息類型表明隱藏的擁塞控制信息隱藏在信元頭部或者信元的載荷部分，隱藏位置表明擁塞控制信息的具體隱藏位置；

（3）將信息隱藏的控制信息存儲在業務數據信元頭部的相應位置；

（4）將擁塞控制信息隱藏在業務數據信元的頭部或者業務數據信元的載荷部分，方法為：將信元的M字節載荷的每一個字節二進制數均轉換為十進制數，轉換完成后搜索M個十進制數中出現頻次最高的數字X-1，且要求數字X沒有出現過；如果數字X-1出現的頻次小于等于隱藏位置的位寬，則直接將擁塞控制信息作為隱藏位置信息存儲于業務數據信元的頭部；如果數字X-1出現的頻次大于隱藏位置的位寬，則將數字X-1出現頻次最多的位置作為隱藏位置，每一個隱藏位置存儲一位擁塞控制信息，當擁塞控制信息中的二進制數為1時，將隱藏位置處對應的二進制字節變為與數字X對應的二進制字節，當擁塞控制信息中的二進制數為0時，保持隱藏位置處對應的二進制字節不變，依次將每一比特的擁塞控制信息按順序隱藏在信元載荷的隱藏位置中；

（5）星上交換機將隱藏有擁塞控制信息的業務數據信元按照相應的輸出端口發送給相應的地面終端；

（6）地面終端收到含有擁塞控制信息的業務數據信元后，利用信息隱藏的控制信息提取出擁塞控制信息，根據擁塞控制信息類型減緩信元發送速率或者直接停止發送數據。

本發明與現有技術相比的優點在于：

（1）無需增加額外的物理資源就可將擁塞控制信息傳送至地面終端。由于在擁塞情況下，交換機已經達到了飽和，要想將擁塞控制信息發送出去，必須增加物理資源或丟棄交換機緩存區中的信元。本發明方法利用信息隱藏的方法將擁塞控制信息融入到業務數據中就可將信息發送至地面終端，無需增加額外的物理資源；

（2）提高帶寬利用率，節省了鏈路資源。本發明方法將信息隱藏技術引入到星上交換機中，增加了交換機各端口可傳輸的信息量，例如交換ATM信元時，傳輸一個53字節的ATM信元最大可多傳輸6字節的信息，既節省了鏈路資源，也保證了星載處理交換系統的性能和正常運行；