[發明專利]一種基于WIFI協議的星載無線容錯通訊系統

在審

• 申請號: 201710945922.3
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107911159A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 李博;張兵;胡澤巖;李存洲;鄭玉成
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04L1/22;H04L12/24
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心11024
• 代理人: 姜中英

技術領域

本發明涉及一種衛星星載設備無線通訊系統，特別是一種基于WIFI協議的星載無線容錯通訊系統。

背景技術

傳統的衛星星載設備采用有線方式來實現星載設備之間的通訊，如RS422、RS485、1553B、CAN總線，可實現設備間點對點、點對多或網絡化的數據收發。這種通訊方式需要大量的線纜，通常還要對整條總線上的控制器、電纜和各個設備的物理接口都具有相應的備份措施。同時，設備間的冷、熱備份的仲裁都需要增加額外的軟硬件措施，不僅提高了系統軟硬件的復雜性，而且會造成電纜重量、硬件成本、功耗和測試周期的增加。此外，在現有平臺上增加新的設備也容易導致硬件接口的修改及管理策略的變化，不符合微小衛星“多、快、好、省”的發展理念。

高性能的商用WIFI技術可實現設備間近距、無線、高速和網絡化的通訊，可以較好地解決上述衛星設備間有線通訊技術所存在的問題，但元器件和協議的可靠性不足，難以滿足空間應用的要求。

發明內容

本發明提出了一種基于WIFI協議的星載設備無線容錯通訊系統，解決傳統有線連接代價大和增加設備困難的問題。

一種基于WIFI協議的星載無線容錯通訊系統包括通訊主機、網絡控制器、N個通訊從機和N個WIFI網卡。通訊主機與網絡控制器通過有線方式雙向連接，網絡控制器分別與每個WIFI網卡通過無線方式雙向連接，每個通訊從機分別與1個WIFI網卡通過有線方式雙向連接。兩個通訊從機之間通過對應的WIFI網卡、網絡控制器和通訊主機進行數據中轉，實現雙向通訊。通訊主機通過對多個具有備份關系的通訊從機的通訊數據進行同步、仲裁和轉發，實現星載設備之間的容錯通訊。

本發明采用無線通訊方式實現了星載設備之間的可靠通訊，簡化了冗余備份的仲載機制和通訊接口，減輕了電纜重量，提高了設備接入的靈活性。

附圖說明

圖1 一種基于WIFI協議的星載無線容錯通訊系統的結構示意圖；

圖2 一種基于WIFI協議的星載無線容錯通訊系統所述的應用層通訊協議示意圖。

11.通訊從機A 12.通訊從機B 13.通訊從機C 14.通訊從機D 15.通訊從機E 16.通訊從機F 21.WIFI網卡A 22.WIFI網卡B 23.WIFI網卡C 24.WIFI網卡D 25.WIFI網卡E 26.WIFI網卡F 3.通訊主機 4.網絡控制器

具體實施方式

一種基于WIFI協議的星載無線容錯通訊系統，包括：通訊從機A11、通訊從機B12、通訊從機C13、通訊從機D14、通訊從機E15、通訊從機F16、WIFI網卡A21、WIFI網卡B22、WIFI網卡C23、WIFI網卡D24、WIFI網卡E25、WIFI網卡F26、通訊主機3和網絡控制器4。

通訊主機3與網絡控制器4之間雙向連接。網絡控制器4的射頻端分別與WIFI網卡A21、WIFI網卡B22、WIFI網卡C23、WIFI網卡D24、WIFI網卡E25、WIFI網卡F26的射頻端通過無線信號進行雙向通訊。通訊從機A11與WIFI網卡A21之間雙向連接；通訊從機B12與WIFI網卡B22之間雙向連接；通訊從機C13與WIFI網卡C23之間雙向連接；通訊從機D14與WIFI網卡D24之間雙向連接；通訊從機E15與WIFI網卡E25之間雙向連接；通訊從機F16與WIFI網卡F26之間雙向連接。

應用層通訊協議規定了通訊主機3與六個通訊從機之間的通訊數據格式和內容，包括：IP地址分配、從機數量、備份關系、從機在線查詢、數據發送、數據接收、數據格式、失敗應答、錯誤重發。通訊主機3與六個通訊從機之間以數據包的格式進行數據交互，內容包括：發送設備地址、接收設備地址、同步時間、數據長度和數據內容。六個通訊從機之間存在備份關系，同步時間規定了熱備份從機的數據包到達通訊主機3的最大時差。

每個WIFI網卡都分配了靜態的網絡層和物理層通訊地址，并通過網絡控制器與通訊主機3建立一個或多個傳輸層的TCP/UDP連接，分配相應的Socket地址。通過通訊主機3對數據進行中轉，實現任意兩個通訊從機之間的連接。