CN105391486B - 一种星载数据的通信方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于航天领域，提供了一种星载数据的通信方法和装置，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，该方法包括：接收星载数据的传输请求；根据传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序；根据传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源；根据传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路；根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。本发明可以很好的兼容多种协议的数据协调传输，通过子网汇聚层即可对不同的数据传输进行维护，可有效减少维护成本。

Description

一种星载数据的通信方法和装置

技术领域

本发明属于航天领域，尤其涉及一种星载数据的通信方法和装置。

背景技术

随着航天任务规模的增大和复杂度的增加，相应的，星载电子系统中连接的星载设备的种类和数量也越来越多，由于各种星载设备所需要的传输数据的速度以及数据格式的不同，因此需要采用不同的数据传输协议进行数据传输，比如Space Wire、CAN、IEEE1394、Ethernet等协议。

由于星载设备的复杂度的增加以及星载设备数量的变多，现代航天项目往往是多个研发机构共同开发完成，在开发过程中经常会使用多种不同的数据传输协议，而这些数据协议一般互不兼容，从而使得系统在兼容性开发的成本增加以及多种协议间的协调的难度增大，影响项目的合作开发效率，而且不同的数据传输协议需要使用不同的维护方法，后期的维护也比较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种星载数据的通信方法和装置，以解决现有技术的星载系统的数据协议一般互不兼容，使得系统在兼容性开发的成本增加以及多种协议间的协调的难度增大，影响项目的合作开发效率，而且不同的数据传输协议需要使用不同的维护方法，后期的维护也比较困难的问题。

本发明是这样实现的，一种星载数据的通信方法，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述子网汇聚层进行星载数据的通信方法包括：

接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型；

根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序；

根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源；

根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路；

根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

本发明的另一目的在于提供一种星载数据的通信装置，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述子网汇聚层的星载数据的通信装置包括：

请求接收单元，用于接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型；

传输顺序确定单元，用于根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序；

数据链路资源选择单元，用于根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源；

数据链路映射单元，用于根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路；

传输单元，用于根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

本发明通过在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，通过所述子网汇聚层确定星载数据传输的优先级顺序、传输质量对应的数据链路资源以及传输协议类型对应的数据链路，本发明根据所述传输数据的优先级顺序可以协调多种传输协议的数据，并且根据传输质量选择对应的数据链路资源，可以保证传输的数据的准确性，而根据传输协议类型映射到对应的数据链路，实现多种协议数据的兼容传输。本发明可以很好的兼容多种协议的数据协调传输，通过子网汇聚层即可对不同的数据传输进行维护，可有效减少维护成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的星载数据的通信方法的实现流程图；

图2是本发明第二实施例提供的星载数据的通信方法的实现流程图；

图3是本发明第三实施例提供的星载数据的通信方法的实现流程图；

图4是本发明第三实施例提供的子网汇聚层的结构示意图；

图5是本发明第四实施例提供的星载数据的通信装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例可用于解决现有技术中因星载设备数量的增加，导致星上系统所使用的传输协议的种类也相应的增加，在多种协议进行数据传输时，因为不同数据传输同时传输时，容易导致数据传输的可靠性受到影响。另外，对多协议的星载数据进行维护时，可能会影响其它数据的传输，本发明为解决上述问题，提出了一种基于子网汇聚层实现兼容多种星载数据传输协议的方法，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述子网汇聚层进行星载数据的通信方法包括以下步骤：

接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型；

根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序；

根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源；

根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路；

根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

通过在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，通过所述子网汇聚层确定星载数据传输的优先级顺序、传输质量对应的数据链路资源以及传输协议类型对应的数据链路，本发明根据所述传输数据的优先级顺序可以协调多种传输协议的数据，并且根据传输质量选择对应的数据链路资源，可以保证传输的数据的准确性，而根据传输协议类型映射到对应的数据链路，实现多种协议数据的兼容传输。本发明可以很好的兼容多种协议的数据协调传输，通过子网汇聚层即可对不同的数据传输进行维护，可有效减少维护成本。

实施例一：

图1示出了本发明第一实施例提供的星载数据的通信方法的实现流程，本实施例在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述通信方法详述如下：

在步骤S101中，接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型。

具体的，所述星载数据的传输请求，可以由应用层的应用程序发送，也可以由底层的星载设备发送。比如应用层的应用程序，可以发送控制指令数据、传输数据至存储器等请求，底层的星载设备可以为监测报警数据等。

所述应用层位于系统的最上层，可运行系统应用程序且为应用程序提供服务，如星载设备的管理应用程序、监测程序等。所述系统应用层需要从底层获取状态数据，或者向底层设备发送控制指令。

所述数据链路层，用于将数据组合成数据块，可称这种数据块为帧(frame)，帧是数据链路层的传送单位，以及控制帧在物理信道上的传输，包括处理传输差错，调节发送速率以使与接收方相匹配，以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。

所述子网汇聚层，为本发明新增加的一个位于应用层与数据链路层之间，用于对星载数据传输的优先级顺序、传输的数据链路资源以及将星载数据映射到对应的数据链路等。

在步骤S102中，根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序。

所述传输优先级参数，是根据不同协议传输的数据内容的重要性而设定。可以为数据内容本身可以设定传输优先级，如对于数据A的优先级为10，对于数据B的优先级为2，那么根据优先级的顺序，优先级的级数越小，表示优先级越靠前，因而先传输优先级为2的B数据。当然，对于同类数据在不同协议间进行传输时，也可以设定协议间的优先级，比如对于协议X和协议Y同时传输数据A，而协议X本身的优先级高于协议Y，那么在传输相同数据A时，则优先由协议X传输。

在步骤S103中，根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源。

由于不同的数据链路资源对应不同的传输质量，可以预先设定数据链路资源对应的传输质量参数，在接收到星载数据传输请求时，根据请求中包括中传输质量参数，选择对应的数据链路资源。

比如，对所述传输质量参数进行量化后，在系统中的数据链路资源分别包括具体数据区间的数据链路资源，在得到星载数据传输请求后，根据请求中的传输质量参数，比如为某的数据a，那么查找a所属的数据链路资源所对应的数值区间，并选择该数据链路资源进行数据传输。

由于数据链路资源随着系统的运行而不断掉变化，因此，需要相应的更新系统的链路资源的变化，以更好的满足所述数据传输的可靠性要求。

其中，步骤S102、S103在实施时可以不按照其先后顺序执行。

在步骤S104中，根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路。

对应于不同的数据传输协议，所述传输协议可以包括Ethernet协议、Space Wire协议、IEEEE1394协议、CAN总线协议以及1553协议等。

在通过上述步骤确定星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，由于不同星载数据传输的协议不同，还需要将对应数据映射到不同数据通信协议的数据链路。

在步骤S105中，根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

根据所确定的星载数据的传输顺序，对待传输的星载数据进行排序；

根据待传输的星载数据的质量参数，选择与其匹配的数据链路资源；

根据星载数据传输的协议参数，将排序后的、匹配了数据链路资源的星载数据映射到对应的数据链路，从而进行星载数据的传输通信。

本发明实施例通过在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，通过所述子网汇聚层确定星载数据传输的优先级顺序、传输质量对应的数据链路资源以及传输协议类型对应的数据链路，本发明根据所述传输数据的优先级顺序可以协调多种传输协议的数据，并且根据传输质量选择对应的数据链路资源，可以保证传输的数据的准确性，而根据传输协议类型映射到对应的数据链路，实现多种协议数据的兼容传输。本发明可以很好的兼容多种协议的数据协调传输，通过子网汇聚层即可对不同的数据传输进行维护，可有效减少维护成本。

实施例二：

图2示出了本发明第二实施例提供的星载数据的通信方法的实现流程，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述方法详述如下：

在步骤S201中，接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型。

在步骤S202中，根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序。

在步骤S203中，根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源。

在步骤S204中，判断系统底层总线或者子网是否支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量。

具体的,对于传输的星载数据的最大数据单元容量，由于传输数据的类型或者数据的格式的变化而不同。为适应不同的数据单元容量在子网汇聚层的传输要求，需要对传输的星载数据的单元容量进行检测，当所传输的星载数据的容量单元大于系统底层总线或者子网的最大单元容量，则需要对所述星载数据进行分段。所分段的方式可以根据数据单元容量的大小而灵活选择分段方式，如可以平均分为两段或者多段。

在步骤S205中，如果系统底层总线或者子网不支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量，则对所述待传输的星载数据的数据单元进行分段。

在步骤S206中，根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路。

在步骤S207中，根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

另外，作为进一步优化的实施方式，本发明实施例还可以包括步骤S208，对所述传输的数据的完整性进行校验，在接收端接收的数据不完整或者未接收到数据时，重新传输所述星载数据。从而能够更加进一步保证数据传输的可靠性。

具体的，对于数据单元丢失或者因为错误而丢弃数据，导致接收端未能接收到数据时，通过重新传输所述星载数据，保证数据传输的完整性。

本发明实施例与实施例一的区别之处在于，还包括步骤S204、S205以及步骤S208，通过步骤S204、S205，可以使本发明所述子网汇聚层可以适应不同数据单元容量的要求，通过步骤S208，可以更好的保证数据传输的完整性。本领域一般技术人员可以理解，上述两个不同之处，可以分别与实施例一结合，取得对应的技术效果的叠加。

实施例三：

图3示出了本发明第三实施例提供的星载数据的通信方法的实现流程，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述方法详述如下：

在步骤S301中，接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型。

在步骤S302中，根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序。

在步骤S303中，根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源。

在步骤S304中，根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路。

在步骤S305中，设置多个由所述数据传输源点到数据传输终点的等价传输路径。

通过设定多个等价传输路径，当一条传输路径发生阻塞时，可切换到另一条路径上，以保证整个数据传输路径的畅通。

可进一步优化的，还可包括步骤S306，计算并维持所述传输数据序列中数据包的数目。

通过计算并维持传输数据序列中数据包的数目，可以进一步提高通信数据的可靠性。

在步骤S307中，根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

本发明实施例与实施例一的不同之处在于增加了步骤S305和步骤S306，并相应的取得了对应的技术效果，结合实施例二所增加的技术特征，可以用图4所示的子网汇聚层结构示意图，如图4所示，本发明实施例所述的子网汇聚层从上到下依次包括协议复用子层、优先次序子层、资源预留子层、分段功能子层、重试功能子层、冗余功能子层和映射功能子层，其中：

协议复用子层用于根据星载数据传输协议标志符参数，为星载电子系统的上层应用提供多种数据传输协议的接入服务。

优先次序子层用于根据优先级参数，确定传输数据的优先次序。

资源预留子层用于根据传输质量参数，选择适当的数据链路资源，分配给需要传输的数据，保证传输数据符合质量要求。

分段功能子层用于如果底层的总线或子网不支持包内的最大数据单元容量，进行分段。

重试功能子层，用于在数据单元丢失或者因为错误而丢弃数据导致接收端未能收到数据时，重试函数的重试功能提供了数据重发机制。

冗余功能子层用于为传输的数据提供了多条从数据源点到数据终点之间等价的传输路径，当一条传输路径发生阻塞时，可切换到另一条路径上，以保证整个数据传输路径的畅通。

映射功能子层用于将传输的数据映射到一个指定传输协议的数据链路。

通过上述子层结构，从而可以完成本发明实施例所述的基于子网汇聚层实现兼容多种数据传输协议的星载数据的通信。

实施例四：

图5示出了本发明第四实施例提供的星载数据的通信装置的结构示意图，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述装置详述如下：

本发明所述子网汇聚层的星载数据的通信装置包括：

请求接收单元501，用于接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型；

传输顺序确定单元502，用于根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定所述待传输的星载数据的传输顺序；

数据链路资源选择单元503，用于根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源；

数据链路映射单元504，用于根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路；

传输单元505，用于根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

进一步的，所述传输协议参数还包括待传输的星载数据的最大数据单元容量，所述装置还包括：

判断单元，用于判断系统底层总线或者子网是否支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量；

分段单元，用于如果系统底层总线或者子网不支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量，则对所述待传输的星载数据的数据单元进行分段。

优选的，所述装置还包括：

校验重传单元，用于对所述传输的数据的完整性进行校验，在接收端接收的数据不完整或者未接收到数据时，重新传输所述星载数据。

进一步的，所述装置还包括：

等价传输路径设置单元，用于设置多个由所述数据传输源点到数据传输终点的等价传输路径。

优选的，所述装置还包括：

计算维持单元，用于计算并维持所述传输数据序列中数据包的数目。

本发明实施例所述星载数据的通信装置与实施例一、实施例二、实施例三中所述星载数据的通信方法相对应，在此不作重复赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种星载数据的通信方法，其特征在于，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述的子网汇聚层从上到下依次包括协议复用子层、优先次序子层、资源预留子层、分段功能子层、重试功能子层、冗余功能子层和映射功能子层，所述子网汇聚层进行星载数据的通信方法包括：

接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型；

根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定待传输的星载数据的传输顺序；

根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源；

根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路；

根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述传输协议参数还包括待传输的星载数据的最大数据单元容量，在所述根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据步骤之前，所述方法还包括：

判断系统底层总线或者子网是否支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量；

如果系统底层总线或者子网不支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量，则对所述待传输的星载数据的数据单元进行分段。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据步骤之后，所述方法还包括：

对所述传输的星载数据的完整性进行校验，在接收端接收的数据不完整或者未接收到数据时，重新传输所述星载数据。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据步骤之前，所述方法还包括：

设置多个由所述数据传输源点到数据传输终点的等价传输路径。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，在所述根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据步骤之前，所述方法还包括：

计算并维持所述传输数据序列中数据包的数目。

6.一种星载数据的通信装置，其特征在于，在星载系统的应用层与数据链路层之间设立子网汇聚层，所述的子网汇聚层从上到下依次包括协议复用子层、优先次序子层、资源预留子层、分段功能子层、重试功能子层、冗余功能子层和映射功能子层，所述子网汇聚层的星载数据的通信装置包括：

请求接收单元，用于接收星载数据的传输请求，所述星载数据的传输请求包括星载数据的传输协议参数，所述传输协议参数包括传输优先级参数、传输质量参数以及传输协议类型；

传输顺序确定单元，用于根据所述传输协议参数中的传输优先级参数，确定待传输的星载数据的传输顺序；

数据链路资源选择单元，用于根据所述传输协议参数中的传输质量参数，选择与所述传输质量参数相匹配的数据链路资源；

数据链路映射单元，用于根据所述传输协议参数中的传输协议类型，将待传输的星载数据映射到对应传输协议类型的数据链路；

传输单元，用于根据所确定的星载数据的传输顺序、匹配的数据链路资源，在所映射的数据链路上传输星载数据。

7.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述传输协议参数还包括待传输的星载数据的最大数据单元容量，所述装置还包括：

判断单元，用于判断系统底层总线或者子网是否支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量；

分段单元，用于如果系统底层总线或者子网不支持所述待传输的星载数据的最大数据单元容量，则对所述待传输的星载数据的数据单元进行分段。

8.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

校验重传单元，用于对所述传输的星载数据的完整性进行校验，在接收端接收的数据不完整或者未接收到数据时，重新传输所述星载数据。

9.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

等价传输路径设置单元，用于设置多个由所述数据传输源点到数据传输终点的等价传输路径。

10.根据权利要求6所述装置，其特征在于，所述装置还包括：

计算维持单元，用于计算并维持所述传输数据序列中数据包的数目。