[發(fā)明專利]一種基于IP+over+CCSDS+AOS標(biāo)準(zhǔn)的通信裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710592610.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN107395264A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉恒;鄧松峰;張震
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海航天測(cè)控通信研究所
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185;H04L29/06;G06F9/54
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 胡晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高級(jí)在軌系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種基于IP+over+CCSDS+AOS標(biāo)準(zhǔn)的通信裝置及方法。

背景技術(shù)

高級(jí)在軌系統(tǒng)(AOS：Advanced Orbiting System)是將空間飛行器上各種應(yīng)用數(shù)據(jù)按照CCSDS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，其調(diào)度部分的設(shè)計(jì)是基于時(shí)分復(fù)用原理，按固定優(yōu)先級(jí)固定速率對(duì)各個(gè)虛擬信道數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)接。但隨著世界各國(guó)航天技術(shù)的飛速發(fā)展，空間通信模式也不斷的發(fā)展變革，建立天地一體化的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)任意時(shí)刻、任意兩點(diǎn)之間的端到端通信，是空間數(shù)據(jù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在諸多地面網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議中，使用最多的就是TCP/IP協(xié)議簇。但是由于太空數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶厥庑裕谔罩薪M建通信網(wǎng)絡(luò)，并實(shí)現(xiàn)地面網(wǎng)絡(luò)與太空網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)的交換過程中，太空中數(shù)據(jù)傳輸需要采用另外的協(xié)議，實(shí)現(xiàn)天地網(wǎng)絡(luò)互通就需要采用協(xié)議轉(zhuǎn)換的方式。

CCSDS根據(jù)空間互聯(lián)網(wǎng)趨勢(shì)，于2010年4月，提出了IP OVER CCSDS標(biāo)準(zhǔn)草稿推薦書，并于2012年9月推出了標(biāo)準(zhǔn)建議書。IP over CCSDS AOS的概念是在空間鏈路層AOS協(xié)議上實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)報(bào)的傳遞，IP over CCSDS AOS協(xié)議將使空間和地面采用一致的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)天基網(wǎng)絡(luò)和地基網(wǎng)絡(luò)的無縫連接。

要實(shí)現(xiàn)IP over CCSDS AOS數(shù)據(jù)傳輸，其核心是在AOS協(xié)議上實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包的傳遞，目前沒有發(fā)現(xiàn)類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決IP數(shù)據(jù)包在AOS鏈路上的傳輸問題，本發(fā)明提供了一種基于IPover CCSDS AOS標(biāo)準(zhǔn)的通信方法和裝置，解決了CCSDS AOS協(xié)議中傳輸IP數(shù)據(jù)的問題，使飛行器在軌運(yùn)行期間能夠?qū)P數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠的傳回地面。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種基于IP+over+CCSDS+AOS標(biāo)準(zhǔn)的通信裝置，包括：

IP數(shù)據(jù)輸入接口，用于輸入對(duì)協(xié)議控制器的IP數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)整形及電平轉(zhuǎn)換；

FPGA程序存儲(chǔ)器，用于儲(chǔ)存協(xié)議控制器運(yùn)行的程序；

晶體振蕩器與協(xié)議控制器連接，用于產(chǎn)生供協(xié)議控制器工作的時(shí)鐘信號(hào)；

輸出接口，用于對(duì)協(xié)議控制器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換并輸出；

遙測(cè)輸出模塊，用于對(duì)協(xié)議控制器輸出的遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換；

電源模塊，用于為通信裝置中的各個(gè)模塊提供電源；

協(xié)議控制器，用于緩存不同網(wǎng)絡(luò)終端通過IP數(shù)據(jù)輸入接口輸入的IP數(shù)據(jù)，將緩存的IP數(shù)據(jù)進(jìn)行IP+over+CCSDS+AOS協(xié)議處理，并按照預(yù)設(shè)優(yōu)先級(jí)將按照協(xié)議處理好的數(shù)據(jù)幀發(fā)送給輸出接口。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述的協(xié)議控制器對(duì)接空間飛行器上的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端的IP數(shù)據(jù)按照IP數(shù)據(jù)的源IP地址區(qū)間和預(yù)設(shè)的虛擬信道一一對(duì)應(yīng)區(qū)分，對(duì)應(yīng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)度。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述的協(xié)議控制器按照預(yù)設(shè)的源IP地址區(qū)間對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)終端、不同數(shù)據(jù)速率的IP數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分，并按照IP+over+CCSDS+AOS協(xié)議進(jìn)行復(fù)接和封裝處理生成數(shù)據(jù)塊，協(xié)議控制器按照優(yōu)先級(jí)輸出數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，所述的協(xié)議控制器支持六個(gè)AOS虛擬信道，協(xié)議控制器將不同的虛擬信道的數(shù)據(jù)復(fù)接為一路數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的一些具體實(shí)施方式中，在協(xié)議控制器對(duì)接空間飛行器的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)終端時(shí)，當(dāng)無數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)傳輸填充幀。

本發(fā)明還提供一種基于IP+over+CCSDS+AOS標(biāo)準(zhǔn)的通信方法，，所述的通信方法包括以下步驟：

S1.建立默認(rèn)IP地址與VCID配置表；

S2.IP數(shù)據(jù)從輸入接口送入?yún)f(xié)議控制器；

S3.協(xié)議控制器將IP數(shù)據(jù)及相關(guān)信息存入FPGA共享緩存中；

S4.協(xié)議控制器根據(jù)IP地址與VCID配置表對(duì)共享緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行IP OVER CCSDS AOS協(xié)議處理；

S5.將經(jīng)過IP OVER CCSDS AOS協(xié)議處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼、隨機(jī)化處理后通過輸出接口輸出。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使之與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：