[發明專利]一種基于CCSDS規范的星間鏈路網狀路由系統

有效

• 申請號: 202110565499.0
• 申請日: 2021-05-24
• 公開（公告）號: CN113300756B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 濮建福;朱華;王敏琪;蔣志勝;吳振廣
• 申請（專利權）人: 上海航天電子通訊設備研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W40/24
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 黃超宇;胡晶

本發明公開了一種基于CCSDS規范的星間鏈路網狀路由系統，數據總線采用全網狀拓撲結構，包含了總線控制節點、AOS編碼節點、星間鏈路處理節點、測控總線和數據總線，所述總線控制節點，用于完成參數配置的在軌上注更新以及采集其它節點的健康遙測，并對其它節點的健康情況進行診斷；所述AOS編碼節點，用于將本星產生的業務數據按CCSDS規范進行組幀和編碼；所述星間鏈路處理節點，用于完成前向鏈路基帶接收處理、返向鏈路基帶發送處理、本星用戶數據解析以及與本節點的參數配置和健康管理；所述測控總線采用總線型拓撲完成總線控制節點和所有終端的測控信息連接；所述數據總線采用全網狀拓撲完成所有終端之間的數據連接。

技術領域

本發明涉及星間鏈路路由技術領域，特別涉及一種基于CCSDS規范的星間鏈路網狀路由系統。

背景技術

隨著航天技術的發展，航天任務日益復雜，衛星組網和互聯互通需求日益增多。當前天基網絡大多借鑒地面成熟的TCP/IP網絡標準，TCP/IP協議簇對網絡的穩定性、連通性要求很高；而由于衛星的稀疏性、高度移動性、通信范圍的有限性，往往不存在一條持續的、穩定的、端到端之間的通路，此外星間鏈路還具有高誤碼、高時延和鏈路帶寬不對稱的特點，因此TCP/IP不太適用于星間鏈路中的消息傳輸。信息傳輸在空間段普遍采用CCSDS協議規范，若衛星和地面均采用TCP/IP協議，需增加定制設備完成CCSDS協議與TCP/IP協議的轉換。此外，采用TCP/IP協議開銷較大，極大得浪費了星間鏈路寶貴的帶寬資源。且衛星網絡大多屬于小型稀疏網絡，在衛星系統實現TCP/IP協議優勢不足。

另一方面，衛星通信一般采用端到端的方式，每個星間鏈路連接的對象的通信業務優先級關系、通信距離、編解碼方式都不完全相同，采用星形拓撲結構容易形成中心路由器的負擔較重，形成瓶頸。此外，衛星還具有維修性差、可靠性要求高的特點。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明提供一種基于CCSDS規范的星間鏈路網狀路由系統，并支持在軌端口服務參數的獨立配置或統一配置，實現與不同服務目標的高效通信；支持在軌星間鏈路的加入和退出。

為了達到上述發明目的，解決其技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于CCSDS規范的星間鏈路網狀路由系統，數據總線采用全網狀拓撲結構，包含了總線控制節點、AOS編碼節點、星間鏈路處理節點、測控總線和數據總線，其中：

所述總線控制節點，用于完成參數配置的在軌上注更新以及采集其它節點的健康遙測，并對其它節點的健康情況進行診斷；

所述AOS編碼節點，用于將本星產生的業務數據按CCSDS規范進行組幀和編碼；

所述星間鏈路處理節點，用于完成前向鏈路基帶接收處理、返向鏈路基帶發送處理、本星用戶數據解析以及與本節點的參數配置和健康管理；

所述測控總線采用總線型拓撲完成總線控制節點和所有終端的測控信息連接；

所述數據總線采用全網狀拓撲完成所有終端之間的數據連接。

進一步的，所述星間鏈路空間數據和本星AOS編碼數據幀格式均采用相同的CCSDS協議規范，幀格式的插入區增加目標飛行器標識、節點標識和生命周期信息。

進一步的，所述AOS編碼節點接收本星用戶數據，依據虛擬通道標識映射表完成的數據復接，復接使用CCSDS規范協議，復接后的數據通過數據總線將本星數據發送給星間鏈路各節點設備；

所述虛擬通道標識映射表包括虛擬通道標識、目標飛行器標識、生命周期和優先級一一對應；所述虛擬通道標識映射表支持在軌注入更新，飛行任務過程中可動態更改，適應不同應用需求。

進一步的，所述星間鏈路處理節點根據衛星應用需求，可配置1個或多個，每個鏈路節點支持1路星間前向鏈路基點處理、1路返向星間鏈路基帶處理、4路本星用戶數據解析；