CN102377782B - 用于航空遥测系统的多路径数据融合方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，以简便易行的方式，实现对高带宽数据流通过多条物理信道进行传输，对多条数据流通过不同物理信道进行传输，对同一数据流通过多条物理信道进行传输的功能。从而使得航空遥测系统可通过增加物理信道来增加系统传输带宽；可将多条不同物理信道传输的不同数据流在接收端按照其发送时在绝对时间上的相对关系进行重新组合，从而使系统具备多目标跟踪的能力；可将一个数据流通过不同的物理信道进行发送，在接收端对多个信道的接收数据进行融合，从而提高系统对高可靠性数据的传输性能。
Description
技术领域
本发明涉及多路径数据传输时的数据融合方法，具体是指用于航空遥测系统的多路径数据融合方法。
背景技术
随着航空遥测系统对数据传输带宽和多目标跟踪的需求增加，单信道传输的航空遥测系统已经不满足系统发展的需要，多信道传输技术是增加航空遥测系统带宽和提高航空遥测系统同时跟踪目标数量的有效手段。而多信道传输技术构成的航空遥测系统是一种多路径传输系统。对于多路径传输系统，由于各条路径上的传输延迟不一致，且每条路径的传输带宽也不一致，因此怎样在数据发送端对数据进行切片封包，怎样在数据接收端实现片段检查和重组是实现多信道航空遥测的关键技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，实现对高带宽数据流通过多条物理信道进行传输，对多条数据流通过不同物理信道进行传输，对同一数据流通过多条物理信道进行传输的功能，从而使得航空遥测系统可通过增加物理信道来增加系统传输带宽。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，包括以下步骤：
（A）传输端将待发送数据流业务数据根据多物理信道进行拆分，得到待封装的业务数据；
（B）传输端将经步骤（A）拆分后的待发送业务数据作为净荷，加上多链接协议帧头RMP，封装为RMP包；
（C）传输端将步骤（B）得到的RMP包作为链路层的数据净荷，通过透明传输协议进行封包和速率匹配，通过不同的物理信道进行传输；
（D）接收端接受步骤（C）传输的数据包，并对不同物理信道接收到的数据流按照透明传输协议进行去透明化处理，还原成RMP包；
（E）接收端对步骤（D）还原出的各路RMP包进行帧有效性判断，区分出正确帧、错误帧、不完整帧三种帧状态；
（F）接收端对步骤（E）区分出的各个物理信道接收的RMP包进行数据融合，重构RMP包；
（G）接收端根据步骤（F）重构后RMP包的统一标识，将RMP包进行重新排序并作去包头处理，还原出原始数据流。
通过以上步骤，实现对高带宽数据流通过多条物理信道进行传输，对多条数据流通过不同物理信道进行传输，对同一数据流通过多条物理信道进行传输的功能，从而使得航空遥测系统可通过增加物理信道来增加系统传输带宽；将多条不同物理信道传输的不同数据流在接收端按照其发送时在绝对时间上的相对关系进行重新组合，从而使系统具备多目标跟踪的能力；将一个数据流通过不同的物理信道进行发送，在接收端对多个信道的接收数据进行融合，从而提高系统对高可靠性数据的传输性能。
进一步讲，所述步骤（A）具体过程如下：在封装RMP包前，先将原始的数据流按字节为单位均匀切分，依次循环送到多路发送信道；被送到同一路发送信道的碎片，按照RMP包固定帧长被重新排列在一起，作为待封装的业务数据包。将一个信号按字节为单位均匀切分，形成M个切片，然后按次序将切片存放到不同的物理通信信道里，由于一个完整的信号所切成的切片数量M多于物理通信信道的数量N，将同一个信号的切片1、切片N+1、切片2N+1等均依次放入第一通道，将同一个信号的切片2、切片N+2、切片2N+2等均依次放入第二通道，依次类推。如此将同一个信号同时通过多个物理通信信道传输，达到了增加带宽的目的，同时在数据不全部丢失的情况下，也可以传输数据，保障了数据的安全。
所述步骤（B）具体过程如下：传输端将待封装业务数据包添加相应的RMP包头并进行前向纠错FEC校验，最后将进行过前向纠错校验的业务数据和前向纠错校验信息一起封装为一个完整的RMP包；所述RMP包头包括：流编号，标识该帧所含净荷是那条数据流的数据，流编号全系统唯一；绝对时间信息，标识接收到该包时的绝对时间；顺序编号，标识包的接收发送顺序。重新排列的信号切片经过前向纠错FEC校验，得到一个校验信息FCS，按照校验信息FCS、数据切片的数据段、RMP包头的顺序排列并组合，RMP包头分为三个部分：流编号、绝对时间信息、顺序编号，通过RMP包头的三个信息，准确记载了信号的附加信息，达到信号的传输稳定有序，准确无误。
所述步骤（C）具体过程如下：传输端将进行过RMP封装的数据包根据信道数据吞吐能力进行速率匹配：如果RMP包数据输入超过了信道数据输出能力，则按一个完整的RMP包为最小颗粒单位进行丢弃；如果RMP包数据输入低于了信道数据输出能力，则以数据“01111110”为填充字在两个RMP包之间进行插值，经过数据匹配后的数据按照透明传输协议进行透明化处理；采用“0”位插入技术进行编码，只要遇到连续的五个“1”，就自动插入一位“0”，填充字不进行该处理；所述两个RMP包之间填充字以字节为单位且数量不定长，输入RMP包低于信道数据输出能力越大，则插入字节数越多，但最小插入长度为2字节；所述填充字不进行透明化处理。如此解决了物理通信信道的接收能力与输出能力之间的不匹配问题，使得物理信道的数据传输顺序保持一致，有利于信号的稳定。
所述步骤（D）具体过程如下：接收端先对不同物理信道接收到的数据流进行去“01111110”填充字处理，根据填充字间隔将数据流还原成数据包格式，然后将数据包进行去透明处理，去掉发送端插入的“0”值，还原出RMP包。如此，接收端接收到得信号与切片打包后的数据包保持一致。
所述步骤（E）具体过程如下：接收端将还原的RMP包进行计数和前向纠错FEC校验，进行完整性和正确性的判断并去除FEC校验码；根据校验结果，把RMP包分成正确帧、错误帧、不完整帧三种帧状态；所述正确帧：接收到的RMP包FEC校验正确，并且包长与RMP包固定帧长相等；所述错误帧：接收到的RMP包FEC校验错误，但包长与RMP包固定帧长相等；所述不完整帧：接收到的RMP包FEC校验错误，并且包长与RMP包固定帧长不等。经过校验后，不正确的信号被丢弃，正确的信号得到保留，尽可能地还原出原始的切片数据。
所述步骤（F）具体过程如下：接收端将同一绝对时间信息标识的数据包根据帧状态信息进行数据融合，重构RMP包；
所述同一标识数据包融合包括：正确帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果有一个或以上的正确帧，则直接选择最先到来的正确帧送入到后端重构处理，其余RMP包全部丢弃；
所述同一标识数据包融合还包括：错误帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果没有正确帧但有一个或以上的错误帧，则选择所有的错误帧按投票原则进行数据融合，其余RMP包全部丢弃；
所述同一标识数据包融合还包括：不完整帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果没有正确帧或错误帧，则先将所有的不完整帧进行长度匹配，包长短的添“0”补齐，包长长的按RMP包固定帧长进行切分，多余部分丢弃；然后将所有长度匹配过后的不完整帧按投票原则进行数据融合。
所述步骤（G）具体过程如下：接收端将重构后的RMP包去除RMP包头，然后按包标识的顺序编号将待排序业务数据包重新排序组合，还原成成原始数据流；所述重新排序指，根据数据包顺序编号，每次从一个待排序业务数据包取一字节数据重组成数据流。如此，通过多个物理通信信道的传输将数据切片还原为原始数据，通过包头内的附加信息，原始切片数据按照时间的先后、位置前后排列在一起，还原成原始的遥控数据。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1本发明用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，对高带宽数据流通过多条物理信道进行传输，对多条数据流通过不同物理信道进行传输，对同一数据流通过多条物理信道进行传输，使得航空遥测系统可通过增加物理信道来增加系统传输带宽；
2本发明用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，将多条不同物理信道传输的不同数据流在接收端按照其发送时在绝对时间上的相对关系进行重新组合，从而使系统具备多目标跟踪的能力；
3本发明用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，将一个数据流通过不同的物理信道进行发送，在接收端对多个信道的接收数据进行融合，从而提高系统对高可靠性数据的传输性能。
附图说明
图1为本发明步骤流程图；
图2为本发明原始数据的多个切片进入物理通道的排列示意图；
图3为本发明原始数据经过RMP封包后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1至3所示，本发明用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，其特征在于：包括以下步骤：
（A）传输端将待发送数据流业务数据根据多物理信道进行拆分，得到待封装的业务数据；在封装RMP包前，先将原始的数据流按字节为单位均匀切分，依次循环送到多路发送信道；被送到同一路发送信道的碎片，按照RMP包固定帧长被重新排列在一起，作为待封装的业务数据包。将一个信号按字节为单位均匀切分，形成M个切片，然后按次序将切片存放到不同的物理通信信道里，由于一个完整的信号所切成的切片数量M多于物理通信信道的数量N，将同一个信号的切片1、切片N+1、切片2N+1等均依次放入第一通道，将同一个信号的切片2、切片N+2、切片2N+2等均依次放入第二通道，依次类推，将待发送数据流根据物理信道容量进行匹配，使得待发送数据流跟物理信道容量之间没有直接的对应关系；
（B）传输端将经步骤（A）拆分后的待发送业务数据作为净荷，加上多链接协议帧头RMP，封装为RMP包，传输端将待封装业务数据包添加相应的RMP包头并进行前向纠错FEC校验，最后将进行过前向纠错校验的业务数据和前向纠错校验信息一起封装为一个完整的RMP包；所述RMP包头包括：流编号，标识该帧所含净荷是那条数据流的数据，流编号全系统唯一；绝对时间信息，标识接收到该包时的绝对时间；顺序编号，标识包的接收发送顺序。重新排列的信号切片经过前向纠错FEC校验，得到一个校验信息FCS，按照校验信息FCS、数据切片的数据段、RMP包头的顺序排列并组合，RMP包头分为三个部分：流编号、绝对时间信息、顺序编号，通过RMP包头的三个信息，准确记载了信号的附加信息，达到信号的传输稳定有序，准确无误，所有的数据帧都有全系统统一的标识，通过该标识可判断出每一帧在绝对时间上的先后顺序；
（C）传输端将步骤（B）得到的RMP包作为链路层的数据净荷，通过透明传输协议进行封包和速率匹配，通过不同的物理信道进行传输，传输端将进行过RMP封装的数据包根据信道数据吞吐能力进行速率匹配：如果RMP包数据输入超过了信道数据输出能力，则按一个完整的RMP包为最小颗粒单位进行丢弃；如果RMP包数据输入低于了信道数据输出能力，则以数据“01111110”为填充字在两个RMP包之间进行插值，经过数据匹配后的数据按照透明传输协议进行透明化处理；采用“0”位插入技术进行编码，只要遇到连续的五个“1”，就自动插入一位“0”，填充字不进行该处理；所述两个RMP包之间填充字以字节为单位且数量不定长，输入RMP包低于信道数据输出能力越大，则插入字节数越多，但最小插入长度为2字节；所述填充字不进行透明化处理；
（D）接收端接受步骤（C）传输的数据包，并对不同物理信道接收到的数据流按照透明传输协议进行去透明化处理，还原成RMP包，接收端先对不同物理信道接收到的数据流进行去“01111110”填充字处理，根据填充字间隔将数据流还原成数据包格式，然后将数据包进行去透明处理，去掉发送端插入的“0”值，还原出RMP包。如此，接收端接收到得信号与切片打包后的数据包保持一致；
（E）接收端对步骤（D）还原出的各路RMP包进行帧有效性判断，区分出正确帧、错误帧、不完整帧三种帧状态，接收端将还原的RMP包进行计数和前向纠错FEC校验，进行完整性和正确性的判断并去除FEC校验码；根据校验结果，把RMP包分成正确帧、错误帧、不完整帧三种帧状态；所述正确帧：接收到的RMP包FEC校验正确，并且包长与RMP包固定帧长相等；所述错误帧：接收到的RMP包FEC校验错误，但包长与RMP包固定帧长相等；所述不完整帧：接收到的RMP包FEC校验错误，并且包长与RMP包固定帧长不等。经过校验后，不正确的信号被丢弃，正确的信号得到保留，尽可能地还原出原始的切片数据，对接收到的同一标识的数据帧可根据帧状态进行融合，提高从多路径传输的相同帧的可靠性；
（F）接收端对步骤（E）区分出的各个物理信道接收的RMP包进行数据融合，重构RMP包，接收端将同一绝对时间信息标识的数据包根据帧状态信息进行数据融合，重构RMP包；
所述同一标识数据包融合包括：正确帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果有一个或以上的正确帧，则直接选择最先到来的正确帧送入到后端重构处理，其余RMP包全部丢弃；
所述同一标识数据包融合还包括：错误帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果没有正确帧但有一个或以上的错误帧，则选择所有的错误帧按投票原则进行数据融合，其余RMP包全部丢弃；
所述同一标识数据包融合还包括：不完整帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果没有正确帧或错误帧，则先将所有的不完整帧进行长度匹配，包长短的添“0”补齐，包长长的按RMP包固定帧长进行切分，多余部分丢弃；然后将所有长度匹配过后的不完整帧按投票原则进行数据融合；
（G）接收端根据步骤（F）重构后RMP包的统一标识，将RMP包进行重新排序并作去包头处理，还原出原始数据流，接收端将重构后的RMP包去除RMP包头，然后按包标识的顺序编号将待排序业务数据包重新排序组合，还原成成原始数据流；所述重新排序指，根据数据包顺序编号，每次从一个待排序业务数据包取一字节数据重组成数据流。如此，通过多个物理通信信道的传输将数据切片还原为原始数据，通过包头内的附加信息，原始切片数据按照时间的先后、位置前后排列在一起，还原成原始的遥控数据。
如上所述，便可以很好地实现本发明。
Claims (6)
1.用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，其特征在于：包括以下步骤：
（A）传输端将待发送数据流业务数据根据多物理信道进行拆分，得到待封装的业务数据；
（B）传输端将经步骤（A）拆分后的待发送业务数据作为净荷，加上多链接协议帧头RMP，封装为RMP包；
（C）传输端将步骤（B）得到的RMP包作为链路层的数据净荷，通过透明传输协议进行封包和速率匹配，通过不同的物理信道进行传输；
（D）接收端接受步骤（C）传输的数据包，并对不同物理信道接收到的数据流按照透明传输协议进行去透明化处理，还原成RMP包；
（E）接收端对步骤（D）还原出的各路RMP包进行帧有效性判断，区分出正确帧、错误帧、不完整帧三种帧状态；
（F）接收端对步骤（E）区分出的各个物理信道接收的RMP包进行数据融合，重构RMP包；
（G）接收端根据步骤（F）重构后RMP包的统一标识，将RMP包进行重新排序并作去包头处理，还原出原始数据流；
所述步骤（C）具体过程如下：传输端将进行过RMP封装的数据包根据信道数据吞吐能力进行速率匹配：如果RMP包数据输入超过了信道数据输出能力，则按一个完整的RMP包为最小颗粒单位进行丢弃；如果RMP包数据输入低于了信道数据输出能力，则以数据“01111110”为填充字在两个RMP包之间进行插值，经过数据匹配后的数据按照透明传输协议进行透明化处理；采用“0”位插入技术进行编码，只要遇到连续的五个“1”，就自动插入一位“0”，填充字不进行该处理；所述两个RMP包之间填充字以字节为单位且数量不定长，输入RMP包低于信道数据输出能力越大，则插入字节数越多，但最小插入长度为2字节；所述填充字不进行透明化处理；
所述步骤（F）具体过程如下：接收端将同一绝对时间信息标识的数据包根据帧状态信息进行数据融合，重构RMP包；
所述同一标识数据包融合包括：正确帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果有一个或以上的正确帧，则直接选择最先到来的正确帧送入到后端重构处理，其余RMP包全部丢弃；
所述同一标识数据包融合还包括：错误帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果没有正确帧但有一个或以上的错误帧，则选择所有的错误帧按投票原则进行数据融合，其余RMP包全部丢弃；
所述同一标识数据包融合还包括：不完整帧融合，即所有同一标识的RMP包，如果没有正确帧或错误帧，则先将所有的不完整帧进行长度匹配，包长短的添“0”补齐，包长长的按RMP包固定帧长进行切分，多余部分丢弃；然后将所有长度匹配过后的不完整帧按投票原则进行数据融合。
2.根据权利要求1所述的用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，其特征在于，所述步骤（A）具体过程如下：在封装RMP包前，先将原始的数据流按字节为单位均匀切分，依次循环送到多路发送信道；被送到同一路发送信道的碎片，按照RMP包固定帧长被重新排列在一起，作为待封装的业务数据包。
3.根据权利要求1所述的用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，其特征在于，所述步骤（B）具体过程如下：传输端将待封装业务数据包添加相应的RMP包头并进行前向纠错FEC校验，最后将进行过前向纠错校验的业务数据和前向纠错校验信息一起封装为一个完整的RMP包；所述RMP包头包括：流编号，标识该帧所含净荷是那条数据流的数据，流编号全系统唯一；绝对时间信息，标识接收到该包时的绝对时间；顺序编号，标识包的接收发送顺序。
4.根据权利要求1所述的用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，其特征在于，所述步骤（D）具体过程如下：接收端先对不同物理信道接收到的数据流进行去“01111110”填充字处理，根据填充字间隔将数据流还原成数据包格式，然后将数据包进行去透明处理，去掉发送端插入的“0”值，还原出RMP包。
5.根据权利要求1所述的用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，其特征在于，所述步骤（E）具体过程如下：接收端将还原的RMP包进行计数和前向纠错FEC校验，进行完整性和正确性的判断并去除FEC校验码；根据校验结果，把RMP包分成正确帧、错误帧、不完整帧三种帧状态；所述正确帧：接收到的RMP包FEC校验正确，并且包长与RMP包固定帧长相等；所述错误帧：接收到的RMP包FEC校验错误，但包长与RMP包固定帧长相等；所述不完整帧：接收到的RMP包FEC校验错误，并且包长与RMP包固定帧长不等。
6.根据权利要求1所述的用于航空遥测系统的多路径数据融合方法，其特征在于，所述步骤（F）具体过程如下：接收端将重构后的RMP包去除RMP包头，然后按包标识的顺序编号将待排序业务数据包重新排序组合，还原成成原始数据流；所述重新排序指，根据数据包顺序编号，每次从一个待排序业务数据包取一字节数据重组成数据流。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Granted publication date: 20140820 Termination date: 20141025 |
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