CN108540345A - 面向业务的卫星移动通信gmr 1-3g协议仿真系统及方法 - Google Patents

Abstract

发明一种面向业务的卫星移动通信GMR 1‑3G协议仿真系统及方法，系统包括业务模拟生成模块、PDCP协议层模块、RLC协议层模块、MAC协议层模块和PY协议层模块，通过协议层聚合模块集成调用业务模拟生成模块和各个协议层模块以及数据包模块，实现协议发送、转发和接收的仿真系统构架。仿真系统下基于映射的协议收发处理方法，它利用数据包缓存处理来实现各层协议包的虚拟映射传输，还提供灵活的协议配置，能实现各种卫星移动通信场景的协议流程。本发明能够为用户提供所需卫星移动通信系统协议仿真的各个基本模块，满足用户对不同场景环境的协议仿真系统设计需求。

Description

面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统及方法

技术领域

本发明属于卫星移动通信仿真领域，涉及卫星移动通信协议仿真系统的设计与仿真方法的实现。

背景技术

卫星移动通信系统具有造价高昂、工作机制复杂的特点，而系统级的仿真验证可以快速的、低成本的预测系统设计方案的性能，同时降低风险、避免在设计缺陷，因此卫星移动通信的仿真是卫星移动通信系统设计及技术研究与实现不可缺少的环节。

其中，卫星移动通信系统的协议仿真对于整个系统设计至关重要，协议栈的设计是无线通信系统中的关键技术，无论是地面无线通信系统还是卫星无线通信系统，都需要通过协议栈完成信令交互和业务数据的传输，通过仿真数据包在协议框架下的流动，才能推断出某条链路、节点甚至整个卫星通信系统的性能，如吞吐量、频谱效率、时延特性及误包丢包等，为整个卫星通信系统设计及关键技术的定制提供参考。

GMR-1(Geostationary Earth Orbit Mobile Radio interface)3G系统是欧洲电信标准委员会ETSI制定的可与地面3G核心网互联的地球同步卫星移动通信标准，由全球移动通信系统GSM标准衍化而来，提供基于同步卫星的移动通信业务，具有覆盖范围广、频率利用率高、不受地理条件限制和运营成本影响的特点，是地面蜂窝系统的必要扩展，在人烟稀少地区以及地面蜂窝系统受到严重破坏时，发挥着重要的作用。因此对GMR-1 3G协议进行模块功能化建模，建立灵活的协议仿真系统来适应多变的卫星移动通信系统具有很重要的实用价值和意义。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种具有可扩展性面向业务数据流的卫星移动通信GMR 1-3G协议的仿真系统及仿真方法，解决卫星移动通信协议仿真系统的缺乏和应对卫星通信场景变化时协议仿真可扩展性差的问题。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统，包括：

业务模拟生成模块，根据仿真时间模拟生成VoIP、WEB、FTP、GAME、 VEDIO和FULLBUFFER业务数据流，并且提供业务包结构化描述和数据流到业务数据包的转换方式；

PDCP协议层模块，提供数据缓存及释放接口、数据传输接口、包头压缩和数据压缩算法接口，维护PDCP序列码，依据QoS要求调整PDCP数据包顺序；

RLC协议层模块，提供三种传输模式ACK、NACK、透明传输，提供PDCP 包的向下划分与依次传输接口、向上按序组装交付接口、包传输校验与选择性重传接口和链路自适应、加密、丢包检测、超时判错以及RLC数据缓存及清理；

MAC协议层模块，提供RLC数据包的复用与PY数据包的解复用、速率匹配与物理资源分配接口和包传输控制接口；

PY协议层模块，提供MAC层数据包发送与接收，其发送过程主要包括加 CRC校验、编码、交织、冲击成形、冲击复用、差分编码、调制功能，其接收过程执行上述过程的逆过程；

所述业务模拟生成模块中包含业务包模块，所述PDCP协议层模块中包含 PDCP数据包模块，所述RLC协议层模块中包含RLC数据包模块，所述MAC 协议层模块中包含MAC数据包模块，所述PY协议层模块中包含PY数据包模块，业务包模块用以提供用户业务特性的数据结构描述；各数据包模块用以提供对应协议层数据特性的数据结构描述；

通过协议层聚合模块集成调用业务模拟生成模块和各个协议层模块以及数据包模块，实现协议发送、转发和接收的仿真系统构架。

优选的，所述协议发送仿真系统构架通过下述方式搭建：

业务模拟生成模块调用业务模拟生成模块中业务模拟生成接口生成业务数据流，并且转化为业务包队列的形式；

PDCP协议层模块建立向业务模拟生成模块索要业务包的接口，并将索要到的业务包转化为PDCP数据包队列；

RLC协议层模块和MAC协议层模块分别依次建立向上一级模块索要数据包的接口，并将索要到的数据包转化为本级数据包队列；

PY协议层模块建立向MAC协议层模块索要MAC数据包的接口，并将索要到的数据包经过PY协议层模块的处理组装成待发送的PY数据包，并将其放入物理块发送缓存队列中。

优选的，所述协议接收仿真系统构架通过下述方式搭建：

根据发送时延，建立PY协议层模块向物理块发送缓存队列中提取传输成功的物理块的接口，并且将该物理块转化成MAC数据包；

MAC协议层模块和RLC协议层模块分别依次建立向下一级模块索要数据包的接口，并将下一级索要到的数据包恢复成本级数据包队列；

PDCP协议层模块建立向RLC协议层模块索要PDCP数据包的接口，并将 PDCP数据包转化为业务包；

业务模拟生成模块调用业务模拟生成模块中业务模拟接收接口向PDCP协议层模块索要业务包，完成业务包的虚拟传输。

优选的，所述协议转发仿真系统构架的搭建是依次建立各个协议层模块的双向链接。

优选的，所述协议层聚合模块具体可以分为协议发送模块、协议转发模块、协议接收模块和协议指标统计模块；包括发送端业务生成、协议发送、中继端协议接收和发送、接收端协议接收五类主要接口；它提供灵活的协议配置，能实现各种卫星移动通信场景的协议仿真流程。

优选的，所述协议发送模块调用业务模拟生成模块生成指定业务的协议包队列，经过各协议层模块对该协议包数据发送处理；根据处理的不同可以分为 ACK发送模式、NACK发送模式和透明发送模式；

所述协议转发模块根据功能的不同可以分为透明转发模式、ACK转发模式、 NACK转发模式，并且协议处理层次可以选择；

所述协议接收模块根据发送端协议发送模式可以具体分为ACK接收模式、 NACK接收模式和透明接收模式；

所述协议指标统计模块，负责整理协议发送、转发、接收性能指标的制定和统计。

本发明进而给出了所述仿真系统下基于映射的协议收发处理方法，包括以下步骤：

1)用户在协议参数界面设置协议仿真参数，完成协议参数导入；

2)业务模拟发送模块按照当前仿真时间生成对应业务的业务数据流，并转化为对应的业务包，发送给PDCP协议层模块；

3)PDCP协议层模块接收到上层的业务数据包，PDCP协议层模块按照设定的压缩率对上层业务数据进行压缩，并加上该层的包头形成该层的数据包PDCP_PDU，存入PDCP数据包缓存队列中；

4)RLC协议层模块向PDCP协议层模块索要数据包，RLC协议层模块接收到上层的数据包A_PDCP_PDU后，按照不大于255bit进行分割该数据包，当分割剩下的A_PDCP_PDU不足255bit时，RLC协议层模块会继续向PDCP 协议层模块要数据B_PDCP_PDU继续分割；当分割后A_PDCP_PDU不足 255bit而且PDCP协议层模块没有数据包可用时，RLC协议层模块会将分割剩下的不足255bit的A_PDCP_PDU与空闲数据组合形成一个大小为255bit 的数据片段；RLC协议层模块将分割得到的每一片段加上该层的包头形成该层带序列号BSN的数据包BSN_RLC_PDU，然后依次存储到该层的数据包缓存中；

5)MAC协议层模块根据资源调度方案确定链路的传输能力，并向RLC 协议层模块要一定数量的数据，复用后加上该层的包头信息，形成该层的数据包MAC_PDU，并把该数据传送至PY协议层模块；

6)PY协议层模块对MAC_PDU进行CRC校验、编码、交织、冲击成形、冲击复用、差分编码和调制操作后形成在物理信道中传输的数据包，然后经天线被发送出去；

7)当传输块被发送端发出去以后，经过虚拟传输时延和误包率，接收端的物理层当传输块到达时，对该传输块进行相应的“解”操作，给该数据块打上正误标记；存入物理层的接收缓存中；

8)接收端的MAC协议层模块从向物理层索要数据包，去掉该层包头后生成MAC数据包，并递交至上层；

9)接受端的RLC协议层模块接收到上层数据后，使其恢复成RLC数据包，RLC协议层模块根据数据包上传输错对的标记做相应操作；

10)接受端的PDCP协议层模块对接收到的PDCP数据包去包头，解压缩后，形成上层的用户业务数据，并递交至业务模拟接收模块；

11)每仿真完一次，仿真时间都会减少1，系统检测仿真时间是否为0，如果不是，则转到步骤2)，如果是则结束仿真。

优选的，所述步骤9)中，当RLC协议层模块工作在ACK的模式下，接收端的RLC协议层模块会发出一个传输正确Ack或传输错误NAck反馈信息到发送端，发送端的RLC协议层模块会根据反馈信息的情况做相应操作，如果是传输正确Ack则删除RLC协议层模块发送缓存中相应的数据，如果是传输错误NAck则重新传送传输错误的数据；

传输正确的RLC数据包存入RLC数据包接收缓存中，并读取RLC数据包接收缓存，按照序列号BSN对这些数据进行组合，当合成的整个 A_PDCP_PDU时RLC将其上交至PDCP协议层模块。

在整个流程中，协议性能统计模块会对发送端的物理层和接收端的协议各层进行协议性能指标统计，并将统计结果存储；协议性能指标展示模块会读取统计结果存储队列，并将其绘制成曲线或者生成报告，直观的展现给用户。

该方法通过在协议各层集成数据包缓存队列，协议发送处理模块按照链路传输和系统调度方案，协议层各模块依次对上层业务数据做相应处理生，并成对应协议层数据包缓存，使之成为符合无线链路特性的传输块，构建发送数据包缓存队列。然后对发送缓存队列中的传输快虚拟传输时延和传输数据块的误块率，最后接收协议处理模块读取发送缓存队列中的数据包，按照相关协议层子模块功能和协议各层的数据包缓存队列，对数据进行“恢复”，从而实现各层协议包的虚拟映射传输。

仿真方法还包括协议参数设置以及协议性能指标曲线展示交互模块。该交互模块可以传递协议参数给协议仿真聚合模块，也可以通过聚合模块中协议性能统计模块获取数据，直观展示协议性能曲线和报告。

本发明的有益效果如下：

本发明提供了一种模块化的卫星移动通信GMR-1 3G协议仿真系统，用户可以根据需求增加协议模块或者扩展协议模块的功能，完成所需协议仿真模型的构建，这样使得系统构成更加简明，系统模块之间耦合度低，具有可重用性和普遍性；本发明还提供一种基于数据包映射的协议处理方法，通过该方法用户可以模拟数据包在协议各层之间的流动处理，并且可以统计协议性能指标，从而实现对卫星通信系统设计、卫星关键通信技术的评估。本发明能够支持用户通过界面设置仿真协议参数，通过协议聚合模块对协议各层模块功能和协议包模块进行管理、控制和交互，更好的为用户提供了其接入和操作的入口，用户通过仿真交互界面便捷地配置协议参数、展示仿真结果，使得仿真平台具有良好的交互性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1展示了典型一跳非透明通信场景协议仿真系统构成示意图；

图2展示了基于映射的协议处理流程图；

图3展示了卫星移动通信协议参数设置界面示意图；

图4(a)展示了协议层性能类型选择界面；

图4(b)、(c)、(d)和(e)分别为图4(a)卫星移动通信协议层全局性能、链路性能和节点性能展示示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1所示，为一种面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统构成，包括：

业务模拟生成模块，根据仿真时间模拟生成VoIP、WEB、FTP、GAME、 VEDIO和FULLBUFFER业务数据流，并且提供业务包结构化描述和数据流到业务数据包的转换；业务模拟生成模块可以PDCP层模块提供PDCP数据包结构化描述、业务数据包到PDCP数据包处理、PDCP包头及数据压缩和解压缩。

PDCP协议层模块，提供数据缓存及释放接口、数据传输接口、包头压缩和数据压缩算法接口，维护PDCP序列码，依据QoS要求调整PDCP数据包顺序；

RLC协议层模块，提供三种传输模式ACK、NACK、透明传输，提供PDCP 包的向下划分与依次传输接口、向上按序组装交付接口、包传输校验与选择性重传接口和链路自适应、加密、丢包检测、超时判错以及RLC数据缓存及清理；

MAC协议层模块，提供RLC数据包的复用与PY数据包的解复用、速率匹配与物理资源分配接口和包传输控制接口；

PY协议层模块，提供MAC层数据包发送与接收，其发送过程主要包括加 CRC校验、编码、交织、冲击成形、冲击复用、差分编码、调制功能，其接收过程执行上述过程的逆过程；

所述业务模拟生成模块中包含业务包模块，所述PDCP协议层模块中包含 PDCP数据包模块，所述RLC协议层模块中包含RLC数据包模块，所述MAC 协议层模块中包含MAC数据包模块，所述PY协议层模块中包含PY数据包模块，业务包模块用以提供用户业务特性的数据结构描述；各数据包模块用以提供对应协议层数据特性的数据结构描述；

通过协议层聚合模块集成调用业务模拟生成模块和各个协议层模块以及数据包模块，实现协议发送、转发和接收的仿真系统构架。

协议层聚合模块具体可以分为协议发送模块、协议转发模块、协议接收模块和协议指标统计模块；包括发送端业务生成、协议发送、中继端协议接收和发送、接收端协议接收五类主要接口；它提供灵活的协议配置，能实现各种卫星移动通信场景的协议仿真流程。

协议发送模块调用业务模拟生成模块生成指定业务的协议包队列，经过各协议层模块对该协议包数据发送处理；根据处理的不同可以分为ACK发送模式、 NACK发送模式和透明发送模式。

协议转发模块根据功能的不同可以分为透明转发模式、ACK转发模式、 NACK转发模式，并且协议处理层次可以选择。

协议接收模块根据发送端协议发送模式可以具体分为ACK接收模式、 NACK接收模式和透明接收模式。

协议指标统计模块，负责整理协议发送、转发、接收性能指标的制定和统计。

其中，协议发送仿真系统构架通过下述方式搭建：

业务模拟生成模块调用业务模拟生成模块中业务模拟生成接口生成业务数据流，并且转化为业务包队列的形式；

PDCP协议层模块建立向业务模拟生成模块索要业务包的接口，并将索要到的业务包转化为PDCP数据包队列；

RLC协议层模块建立向PDCP协议层模块索要PDCP数据包的接口，并将索要到的数据包转化为RLC数据包队列；

MAC协议层模块建立向RLC协议层模块索要RLC数据包的接口，并将索要到的数据包根据MAC协议层传输能力打包为MAC数据包队列；

PY协议层模块建立向MAC协议层模块索要MAC数据包的接口，并将索要到的数据包经过PY协议层模块的处理组装成待发送的PY数据包，并将其放入物理块发送缓存队列中。

其中，协议接收仿真系统构架通过下述方式搭建：

根据发送时延，建立PY协议层模块向物理块发送缓存队列中提取传输成功的物理块的接口，并且将该物理块转化成MAC数据包；

MAC协议层模块建立向PY协议层模块索要到PY的数据包恢复成MAC数据包队列；

RLC协议层模块建立向MAC协议层模块索要到MAC的数据包恢复成RLC 数据包队列；

PDCP协议层模块建立向RLC协议层模块索要PDCP数据包的接口，并将 PDCP数据包转化为业务包；

业务模拟生成模块调用业务模拟生成模块中业务模拟接收接口向PDCP协议层模块索要业务包，完成业务包的虚拟传输。

其中，协议转发仿真系统构架的搭建是依次建立各个协议层模块的双向链接。

本发明采用面向对象的设计，编写相应业务模拟模块、PDCP层模块、 RLC层模块、MAC层模块、物理层模块，上述各个模块包含对应的协议参数、协议层功能接口函数以及相应的数据成员设置接口。

如表1所示，PDCP协议层模块功能有：数据缓存及释放、数据传输、头压缩、数据压缩、维护PDCP序列码(0-65535)、依据QoS要求调整数据包顺序。在程序实现中，PDCP协议层模块对数据的操作被封装在类PDCP中。首先通过调用接口SetPdpcPara来设置PDCP层的添加头大小、头压缩率以及数据压缩率；m_SendPdcpPdu通过对上层业务压缩并加上该层的包头形成改成该层的数据PDCP_PDU；在接收端，PDCP协议层模块通过调用函数m_ReceiPdcpPdu实现对数据解压缩、去掉PDCP协议层模块包头，并向上层按需递交，最后统计传输时延。表2是对PDCP数据包各参数进行描述。

如表3所示RLC协议层模块提供三种传输模式ACK、NACK、透明传输模块。ACK模式下RLC具有上层PDU的向下划分与依次传输、向上按序组装交付、包传输校验与选择性重传、链路自适应、加密、丢包检测、超时判错功能，其他两个模式在上面所述功能上删减；表4是对RLC数据包结构的描述，反馈包结构如表5所示。

MAC协议层模块实现上层数据包的复用与解复用、速率匹配与物理资源分配，MAC协议层模块功能被封装在类MAC中，其结构如下表6所示，MAC 数据包如表7所示。m_SetMacPara设置MAC数据的仿真参数，像包头大小等；m_PackMacPdu用于组成MAC数据包；m_SendMacPdu用于向下层PY 发送MAC数据包；m_TermMacPdu用于向上层递交RLC数据包。

PY协议层将上层所传数据包进行发送与接收，其发送过程主要包括加 CRC校验、编码、交织、冲击成形、冲击复用、差分编码、调制及发送过程，其接收过程执行上述过程的逆过程。物理层模块结构如表8，物理块结构如表9所示。

采用面向对象的设计，编写协议聚合模块，部署聚合协议层模块和数据包模块，编写通信过程中的发送协议接口、接收协议接口、中继协议接口，对业务数据在协议各层的流动进行模拟，实现灵活的协议接口配置。如表10所示展示的是聚合模块的构成，表11所示展示的是聚合模块ProtocolStack成员函数构成。通过调用PDCP协议层模块、RLC协议层模块、MAC协议层模块和PY协议层模块中相应的接口函数，联合实现对业务数据的处理，以完成发、中继、收端在发送前和接收后的整个数据处理和性能指标统计工作。

图1展示的是运用提出的模块化协议仿真系统设计方法构建的卫星移动通信协议框架以及数据在该种协议仿真系统的模块化构成。

图2展示的所述的协议仿真系统下基于映射的协议收发处理方法的流程图，具体如下：

1)用户在协议参数界面设置协议仿真参数，完成协议参数导入，点击开始按钮；

2)业务模拟发送模块按照当前仿真时间生成对应业务的业务数据流，并转化为对应的业务包，发送给PDCP协议层模块；

3)PDCP协议层模块接收到上层的业务数据包，PDCP协议层模块按照设定的压缩率对上层业务数据进行压缩，并加上该层的包头形成该层的数据包PDCP_PDU，存入PDCP数据包缓存队列中；

4)RLC协议层模块向PDC P协议层模块索要数据包，RLC协议层模块接收到上层的数据包A_PDCP_PDU后，按照一定的大小(不大于255bit)分割该数据包，当分割剩下的A_PDCP_PDU不足255bit时，RLC协议层模块会继续向PDCP协议层模块要数据B_PDCP_PDU继续分割；当分割后 A_PDCP_PDU不足255bit而且PDCP层没有数据包可用时，RLC协议层模块会将分割剩下的不足255bit的A_PDCP_PDU与空闲数据组合形成一个大小为 255bit的数据片段。RLC协议层模块将分割得到的每一片段加上该层的包头形成该层带序列号BSN的数据包BSN_RLC_PDU，然后依次存储到该层的数据包缓存中；

5)MAC协议层模块根据资源调度方案确定链路的传输能力，并向RLC 协议层模块要一定数量的数据，复用后加上该层的包头等信息，形成该层的数据包MAC_PDU，并把该数据传送至PY协议层模块；

6)PY协议层模块对MAC_PDU进行CRC校验、编码、交织、冲击成形、冲击复用、差分编码、调制等操作后形成在物理信道中传输的数据包，然后经天线被发送出去；

7)当传输块被发送端发出去以后，经过虚拟传输时延和误包率，接收端的物理层当传输块到达时，对该传输块进行相应的“解”操作，给该数据块打上正误标记；存入物理层的接收缓存中；

8)接收端的MAC协议层模块从向物理层索要数据包，去掉该层包头后生成MAC数据包，并递交至上层；

9)接受端的RLC协议层模块接收到上层数据后，使其恢复成RLC数据包，RLC协议层模块根据数据包上传输错对的标记做相应操作。当RLC协议层模块工作在ACK的模式下，接收端的RLC协议层模块会发出一个Ack(传输正确)或NAck(传输错误)反馈信息到发送端，发送端的RLC层会根据反馈信息的情况做相应操作，如果是Ack则删除RLC协议层模块发送缓存中相应的数据，如果是NAck则重新传送传输错误的数据。传输正确的RLC数据包存入RLC数据包接收缓存中，并读取RLC数据包接收缓存，按照序列号BSN对这些数据进行组合，当合成的整个A_PDCP_PDU时，RLC协议层模块将其上交至PDCP协议层模块；

10)接受端的PDCP协议层模块对接收到的PDCP数据包去包头，解压缩后，形成上层的用户业务数据，并递交至业务模拟接收模块。

在整个流程中，协议性能统计模块会对发送端的物理层和接收端的协议各层进行协议性能指标统计，并将统计结果存储；

协议性能指标展示模块会读取统计结果存储队列，并将其绘制成曲线或者生成报告，直观的展现给用户；

每仿真完一次，仿真时间都会减少1，系统,检测仿真时间是否为0，如果不是，则转到步骤2)，如果是则结束仿真。

编写协议参数设置界面(如图3)及协议性能展示界面(如图4(a))。当用户组合协议接口完成后，通过界面完成协议参数配置，仿真过程中可以实时查看协议的性能指标曲线(如图4(b)、(c)、(d)和(e))以及相应的文档报告。

所述的卫星移动通信协议仿真模块是在C++语言的基础上实现功能，包括所述的协议层模块、数据包模块、协议聚合模块以及所有的功能性接口。

所述的卫星移动通信协议参数设置、协议性能指标曲线界面使用Qt工具编写而成。

表1PDCP层模块的构成

表2数据包PDCP_PDU的构成

表3RLC层模块的构成

表3RLC层模块的构成(续)

表4数据包RLC_PDU的构成

表5反馈包数据包STFeedback的构成

表6MAC层模块的构成

表7数据包MAC_PDU的构成

表8物理层模块的构成

表9物理块PY_Block的构成

表10聚合模块ProtocolStack成员变量构成

表11聚合模块ProtocolStack成员函数构成

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统，其特征在于，包括：

业务模拟生成模块，根据仿真时间模拟生成VoIP、WEB、FTP、GAME、VEDIO和FULLBUFFER业务数据流，并且提供业务包结构化描述和数据流到业务数据包的转换方式；

PDCP协议层模块，提供数据缓存及释放接口、数据传输接口、包头压缩和数据压缩算法接口，维护PDCP序列码，依据QoS要求调整PDCP数据包顺序；

RLC协议层模块，提供三种传输模式ACK、NACK、透明传输，提供PDCP包的向下划分与依次传输接口、向上按序组装交付接口、包传输校验与选择性重传接口和链路自适应、加密、丢包检测、超时判错以及RLC数据缓存及清理；

MAC协议层模块，提供RLC数据包的复用与PY数据包的解复用、速率匹配与物理资源分配接口和包传输控制接口；

PY协议层模块，提供MAC层数据包发送与接收，其发送过程主要包括加CRC校验、编码、交织、冲击成形、冲击复用、差分编码、调制功能，其接收过程执行上述过程的逆过程；

所述业务模拟生成模块中包含业务包模块，所述PDCP协议层模块中包含PDCP数据包模块，所述RLC协议层模块中包含RLC数据包模块，所述MAC协议层模块中包含MAC数据包模块，所述PY协议层模块中包含PY数据包模块，业务包模块用以提供用户业务特性的数据结构描述；各数据包模块用以提供对应协议层数据特性的数据结构描述；

通过协议层聚合模块集成调用业务模拟生成模块和各个协议层模块以及数据包模块，实现协议发送、转发和接收的仿真系统构架。

2.根据权利要求1所述的面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统，其特征在于，所述协议发送仿真系统构架通过下述方式搭建：

业务模拟生成模块调用业务模拟生成模块中业务模拟生成接口生成业务数据流，并且转化为业务包队列的形式；

PDCP协议层模块建立向业务模拟生成模块索要业务包的接口，并将索要到的业务包转化为PDCP数据包队列；

RLC协议层模块和MAC协议层模块分别依次建立向上一级模块索要数据包的接口，并将索要到的数据包转化为本级数据包队列；

PY协议层模块建立向MAC协议层模块索要MAC数据包的接口，并将索要到的数据包经过PY协议层模块的处理组装成待发送的PY数据包，并将其放入物理块发送缓存队列中。

3.根据权利要求1所述的面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统，其特征在于，所述协议接收仿真系统构架通过下述方式搭建：

根据发送时延，建立PY协议层模块向物理块发送缓存队列中提取传输成功的物理块的接口，并且将该物理块转化成MAC数据包；

MAC协议层模块和RLC协议层模块分别依次建立向下一级模块索要数据包的接口，并将下一级索要到的数据包恢复成本级数据包队列；

PDCP协议层模块建立向RLC协议层模块索要PDCP数据包的接口，并将PDCP数据包转化为业务包；

业务模拟生成模块调用业务模拟生成模块中业务模拟接收接口向PDCP协议层模块索要业务包，完成业务包的虚拟传输。

4.根据权利要求1所述的面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统，其特征在于，所述协议转发仿真系统构架的搭建是依次建立各个协议层模块的双向链接。

5.根据权利要求1所述的面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统，其特征在于，所述协议层聚合模块具体可以分为协议发送模块、协议转发模块、协议接收模块和协议指标统计模块；包括发送端业务生成、协议发送、中继端协议接收和发送、接收端协议接收五类主要接口；它提供灵活的协议配置，能实现各种卫星移动通信场景的协议仿真流程。

6.根据权利要求5所述的面向业务的卫星移动通信GMR 1-3G协议仿真系统，其特征在于，所述协议发送模块调用业务模拟生成模块生成指定业务的协议包队列，经过各协议层模块对该协议包数据发送处理；根据处理的不同可以分为ACK发送模式、NACK发送模式和透明发送模式；

所述协议转发模块根据功能的不同可以分为透明转发模式、ACK转发模式、NACK转发模式，并且协议处理层次可以选择；

所述协议接收模块根据发送端协议发送模式可以具体分为ACK接收模式、NACK接收模式和透明接收模式；

所述协议指标统计模块，负责整理协议发送、转发、接收性能指标的制定和统计。

7.一种权利要求1-6任一项所述仿真系统下基于映射的协议收发处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)用户在协议参数界面设置协议仿真参数，完成协议参数导入；

2)业务模拟发送模块按照当前仿真时间生成对应业务的业务数据流，并转化为对应的业务包，发送给PDCP协议层模块；

3)PDCP协议层模块接收到上层的业务数据包，PDCP协议层模块按照设定的压缩率对上层业务数据进行压缩，并加上该层的包头形成该层的数据包PDCP_PDU，存入PDCP数据包缓存队列中；

4)RLC协议层模块向PDCP协议层模块索要数据包，RLC协议层模块接收到上层的数据包A_PDCP_PDU后，按照不大于255bit进行分割该数据包，当分割剩下的A_PDCP_PDU不足255bit时，RLC协议层模块会继续向PDCP协议层模块要数据B_PDCP_PDU继续分割；当分割后A_PDCP_PDU不足255bit而且PDCP协议层模块没有数据包可用时，RLC协议层模块会将分割剩下的不足255bit的A_PDCP_PDU与空闲数据组合形成一个大小为255bit的数据片段；RLC协议层模块将分割得到的每一片段加上该层的包头形成该层带序列号BSN的数据包BSN_RLC_PDU，然后依次存储到该层的数据包缓存中；

5)MAC协议层模块根据资源调度方案确定链路的传输能力，并向RLC协议层模块要一定数量的数据，复用后加上该层的包头信息，形成该层的数据包MAC_PDU，并把该数据传送至PY协议层模块；

6)PY协议层模块对MAC_PDU进行CRC校验、编码、交织、冲击成形、冲击复用、差分编码和调制操作后形成在物理信道中传输的数据包，然后经天线被发送出去；

7)当传输块被发送端发出去以后，经过虚拟传输时延和误包率，接收端的物理层当传输块到达时，对该传输块进行相应的“解”操作，给该数据块打上正误标记；存入物理层的接收缓存中；

8)接收端的MAC协议层模块从向物理层索要数据包，去掉该层包头后生成MAC数据包，并递交至上层；

9)接受端的RLC协议层模块接收到上层数据后，使其恢复成RLC数据包，RLC协议层模块根据数据包上传输错对的标记做相应操作；

10)接受端的PDCP协议层模块对接收到的PDCP数据包去包头，解压缩后，形成上层的用户业务数据，并递交至业务模拟接收模块；

11)每仿真完一次，仿真时间都会减少1，系统，检测仿真时间是否为0，如果不是，则转到步骤2)，如果是则结束仿真。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤9)中，当RLC协议层模块工作在ACK的模式下，接收端的RLC协议层模块会发出一个传输正确Ack或传输错误NAck反馈信息到发送端，发送端的RLC协议层模块会根据反馈信息的情况做相应操作，如果是传输正确Ack则删除RLC协议层模块发送缓存中相应的数据，如果是传输错误NAck则重新传送传输错误的数据；

传输正确的RLC数据包存入RLC数据包接收缓存中，并读取RLC数据包接收缓存，按照序列号BSN对这些数据进行组合，当合成的整个A_PDCP_PDU时RLC将其上交至PDCP协议层模块。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在整个流程中，协议性能统计模块会对发送端的物理层和接收端的协议各层进行协议性能指标统计，并将统计结果存储；协议性能指标展示模块会读取统计结果存储队列，并将其绘制成曲线或者生成报告，直观的展现给用户。