CN114745051A - 一种星地激光通信的控制方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种星地激光通信的控制方法和设备，卫星中设置有数据包缓存区和物理帧缓存区，该方法包括：按预设数据传输速率依次将物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在上行物理帧中检测到下行帧序号时，在物理帧缓存区中删除与下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；基于物理帧请求从数据包缓存区获取目标有效载荷数据；根据目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将新物理帧存入物理帧缓存区中目标物理帧的存储空间，从而提高了星地激光通信中数据传输的可靠性和效率。

Description

一种星地激光通信的控制方法和设备

技术领域

本申请涉及星地激光通信技术领域，更具体地，涉及一种星地激光通信的控制方法和设备。

背景技术

随着遥感技术的快速发展，卫星载荷数量及载荷的分辨率大幅提高，其产生的数据量呈几何级增长，因而对高速星地数据传输的需求日益迫切。目前，基于微波的星地数传受限于频段带宽和数传终端的功耗、体积、重量、散热等限制，无论是采用ka等频率更高的微波频段还是采用高阶调制、VCM等调制技术都难以满足海量数据的高速下传需求。此外，由于国际形式的不确定因素较多和境外数据回传困难等问题，短期内也难以通过境外站的建设来满足卫星数据的数传需求。因此，卫星对数据高速传输的需求与现有系统星地数传能力的矛盾日益突出。星地激光通信可以突破微波数据传输的诸多问题，具有可用带宽大、效费比高，平台负载小、保密性好等优点，越来越多的卫星选择激光通信进行星地高速数传，可以预见，星地激光通信将是未来星地高速数传的重要方式。

在星地激光通信中，近地面区域的非均匀大气层是激光通信信道的重要组成部分。激光在大气中传输会不可避免的受到大气的影响，这种影响主要包括衰减效应和湍流效应。激光在大气中传输时会与大气分子、气溶胶和水蒸气等粒子相互作用，这种相互作用会直接导致光波前畸变，接收光功率出现起伏和衰减，从而恶化通信系统性能。大气的湍流效应会引起光束漂移、光束扩展和光强闪烁等现象。由于大气层是实时动态变化的，其引起的大气折射率随机起伏变化，这种湍流效应进一步改变光束光场的随机变化，宏观上表现为光场空间相干性退化、光束漂移起伏、到达角起伏；大气信道中的气溶胶对激光传输的吸收和散射作用以及大气湍流导致信号光的强度闪烁，都将严重降低信号光功率，导致接收端信号光的光束质量变差，接收信号信噪比降低，从而降低星地激光通信系统的通信性能和通信链路的可靠性。除了雨、云、雾等极端天气条件，天气条件较好情况下的大气湍流、大气散射、大气吸收都会对星地激光光束质量造成影响，从而影响星地激光通信。

然而，现有星地激光通信研究主要集中在快速捕获、稳定建链、高精度跟踪和自适应光学校正等关键技术的攻关和演示验证，而对数据传输层次的研究和验证较少。

因此，如何提高星地激光通信中数据传输的可靠性和效率，是目前有待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种星地激光通信的控制方法，用以提高星地激光通信中数据传输的可靠性和效率，该方法应用于设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，包括：

按预设数据传输速率依次将所述物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；

当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在所述上行物理帧中检测到下行帧序号时，在所述物理帧缓存区中删除与所述下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；

基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据；

根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将所述新物理帧存入所述物理帧缓存区中所述目标物理帧的存储空间；

其中，所述物理帧中包括帧序号，所述下行帧序号是地面站确认有效接收所述下行物理帧后从所述下行物理帧提取的。

在本申请一些实施例中，基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据，具体为：

按预设发送次数连续向所述数据包缓存区发送所述物理帧请求，并依次从所述数据包缓存区获取子数据；

将各所述子数据作为所述目标有效载荷数据；

其中，各所述子数据的长度均为第一预设长度。

在本申请一些实施例中，根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，具体为：

按预设编码方式分别对所述目标有效载荷数据中各所述子数据进行编码并生成各编码帧；

将各所述编码帧进行组帧，并插入包括固定序列和可变序列的物理帧头后生成所述新物理帧；

其中，所述固定序列用于控制接收端的物理帧同步，所述可变序列用于传输所述新帧序号，所述编码帧的长度为所述第一预设长度与预设校验长度之和，所述物理帧的长度为各所述编码帧的长度和所述物理帧头的帧头长度之和。

在本申请一些实施例中，在根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧之前，所述方法还包括：

判断所述下行帧序号是否达到预设最大序号；

若是，将预设最小序号作为所述新帧序号；

若否，将所述下行帧序号加一后生成所述新帧序号。

在本申请一些实施例中，地面站是在译码成功率达到预设门限值时确认有效接收所述下行物理帧的，所述译码成功率为分别对当前下行物理帧中各所述编码帧进行译码后的成功率。

在本申请一些实施例中，所述方法还包括：

在所述数据包缓存区存在可存储一个卫星有效载荷数据包的空闲空间时，触发生成数据包请求；

基于所述数据包请求从卫星获取新的卫星有效载荷数据包并存入所述空闲空间。

相应的，本发明还提出了一种星地激光通信的控制设备，应用于设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，所述设备包括：

输出模块，用于按预设数据传输速率依次将所述物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；

检测模块，用于当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在所述上行物理帧中检测到下行帧序号时，在所述物理帧缓存区中删除与所述下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；

获取模块，用于基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据；

存储模块，用于根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将所述新物理帧存入所述物理帧缓存区中所述目标物理帧的存储空间；

其中，所述物理帧中包括帧序号，所述下行帧序号是地面站确认有效接收所述下行物理帧后从所述下行物理帧提取的。

在本申请一些实施例中，所述获取模块，具体用于：

按预设发送次数连续向所述数据包缓存区发送所述物理帧请求，并依次从所述数据包缓存区获取子数据；

将各所述子数据作为所述目标有效载荷数据；

其中，各所述子数据的长度均为第一预设长度。

在本申请一些实施例中，所述存储模块，具体用于：

按预设编码方式分别对所述目标有效载荷数据中各所述子数据进行编码并生成各编码帧；

将各所述编码帧进行组帧，并插入包括固定序列和可变序列的物理帧头后生成所述新物理帧；

其中，所述固定序列用于控制接收端的物理帧同步，所述可变序列用于传输所述新帧序号，所述编码帧的长度为所述第一预设长度与预设校验长度之和，所述物理帧的长度为各所述编码帧的长度和所述物理帧头的帧头长度之和。

在本申请一些实施例中，所述存储模块，还用于：

在所述数据包缓存区存在可存储一个卫星有效载荷数据包的空闲空间时，触发生成数据包请求；

基于所述数据包请求从卫星获取新的卫星有效载荷数据包并存入所述空闲空间。

通过应用以上技术方案，在设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，按预设数据传输速率依次将物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在上行物理帧中检测到下行帧序号时，在物理帧缓存区中删除与下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；基于物理帧请求从数据包缓存区获取目标有效载荷数据；根据目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将新物理帧存入物理帧缓存区中目标物理帧的存储空间；其中，物理帧中包括帧序号，下行帧序号是地面站确认有效接收下行物理帧后从下行物理帧提取的，从而提高了星地激光通信中数据传输的可靠性和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例提出的一种星地激光通信的控制方法的流程示意图；

图2示出了本另一发明实施例提出的一种星地激光通信的控制方法的流程示意图；

图3示出了本发明实施例提出的一种星地激光通信的控制设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供一种星地激光通信的控制方法，包括卫星数据处理和地面数据处理两个处理流程，采用上行链路反馈下行链路数据接收性能，实现星地一体自适应错误重传。

该方法应用于设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，如图1所示，包括以下步骤：

步骤S101，按预设数据传输速率依次将所述物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站。

本实施例中，卫星有效载荷是直接执行特定卫星任务的仪器、设备或分系统，例如多光谱扫描仪、红外扫描仪、合成孔径雷达、微波辐射计、微波散射计、雷达高度计、超光谱成像仪以及遥感信息的数传设备等。

预先在卫星中设置用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，在星地激光通信中卫星和地面站之间有基于大气信道形成的星地下行链路和星地上行链路。物理帧可以理解为物理层协议下的数据传输单位，本实施例中，每个物理帧中包括帧序号。

为了使地面站可靠接收到下行物理帧，卫星按预设数据传输速率依次将所述物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧连续进行光调制输出，然后经星地下行链路发送到地面站。举例来说，若物理帧的长度为100Mbit，数据传输速率1Gbps，则每1纳秒发送1比特数据，总共需要0.1秒发完1个物理帧，发完第1个物理帧后，马上发第2个物理帧的第1个比特，直至第2个物理帧发完，再发下一个物理帧。

为了提高可靠性，在本申请一些实施例中，数据包缓存区的存储容量不小于2倍卫星有效载荷数据包的长度，物理帧缓存区的存储容量不小于2倍的物理帧的长度。

步骤S102，当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在所述上行物理帧中检测到下行帧序号时，在所述物理帧缓存区中删除与所述下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求。

本实施例中，若地面站确认有效接收到下行物理帧，则提取该下行物理帧中的下行帧序号并添加到上行物理帧，通过光调制输出后送入星地上行链路，卫星从星地上行链路接收到上行物理帧，若从该上行物理帧中检测到下行帧序号，则说明地面已有效接收与下行帧序号对应的下行物理帧（即目标物理帧），在所述物理帧缓存区中删除目标物理帧，以释放对应的存储空间。由于释放了与目标物理帧对应的存储空间，需要再从数据包缓存区获取数据进行缓存，因此，还触发生成物理帧请求。

步骤S103，基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据。

本实施例中，当有物理帧请求时，从数据包缓存区输出目标有效载荷数据。

为了可靠的获取目标有效载荷数据，在本申请一些实施例中，基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据，具体为：

按预设发送次数连续向所述数据包缓存区发送所述物理帧请求，并依次从所述数据包缓存区获取子数据；

将各所述子数据作为所述目标有效载荷数据；

其中，各所述子数据的长度均为第一预设长度。

本实施例中，需要按预设发送次数连续发送多次物理帧请求，每发送一次物理帧请求可从数据包缓存区获取一个子数据，各子数据的长度均为第一预设长度，将各子数据作为目标有效载荷数据。

本领域技术人员可根据实际需要灵活设置预设发送次数和第一预设长度，这并不影响本申请的保护范围。

步骤S104，根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将所述新物理帧存入所述物理帧缓存区中所述目标物理帧的存储空间。

本实施例中，先根据目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，然后将新物理帧存入释放后的目标物理帧的存储空间。

为了准确的生成新物理帧，在本申请一些实施例中，根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，具体为：

按预设编码方式分别对所述目标有效载荷数据中各所述子数据进行编码并生成各编码帧；

将各所述编码帧进行组帧，并插入包括固定序列和可变序列的物理帧头后生成所述新物理帧。

本实施例中，先按预设编码方式分别对各子数据进行编码并生成多个编码帧，然后将各编码帧进行组帧，并插入物理帧头，从而形成新物理帧。物理帧头中包括固定序列和可变序列，固定序列用于控制接收端的物理帧同步，可变序列用于传输所述新帧序号。编码帧的长度为第一预设长度与预设校验长度之和，物理帧的长度为各编码帧的长度和物理帧头的帧头长度之和。

举例来说，若编码方式为LDPC（Low Density Parity Check Code，低密度奇偶校验码）编码，第一预设长度为DFL（Data Field Length），编码帧的长度为N_ldpc，校验长度为N_ldpc-DFL，将L个LDPC编码帧进行组帧，并在帧头插入长度为PLHL（Phsical Layer HeaderLength）物理帧头，形成总长度为PLHL+LÎN_ldpc的物理帧。

可选的，预设编码方式为包括但不限于LDPC编码、卷积编码、RS编码中的任一种。

需要说明的是，以上实施例的方案仅为本申请所提出的一种具体实现方案，其他根据目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧的方式均属于本申请的保护范围。

为了准确的生成新帧序号，在本申请一些实施例中，在根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧之前，所述方法还包括：

判断所述下行帧序号是否达到预设最大序号；

若是，将预设最小序号作为所述新帧序号；

若否，将所述下行帧序号加一后生成所述新帧序号。

本实施例中，每生成一个新物理帧，相应的帧序号累加1，若下行帧序号已达到预设最大序号，则将预设最小序号作为新帧序号，否则将下行帧序号加一后生成新帧序号。

本领域技术人员还可采用其他方式生成新帧序号，这并不影响本申请的保护范围。

为了进一步提高可靠性，在本申请一些实施例中，地面站是在译码成功率达到预设门限值时确认有效接收所述下行物理帧的，所述译码成功率为分别对当前下行物理帧中各所述编码帧进行译码后的成功率。

本实施例中，地面站完成光电探测、数据解调、物理帧同步和译码等处理流程，检测对当前下行物理帧中各编码帧进行译码后的成功率，若译码成功率达到预设门限值，则确认有效接收下行物理帧。

需要说明的是，光电探测、数据解调、物理帧同步和译码等处理流程的具体过程为现有技术，在此不再赘述。

为了可靠的进行速率匹配，在本申请一些实施例中，所述方法还包括：

在所述数据包缓存区存在可存储一个卫星有效载荷数据包的空闲空间时，触发生成数据包请求；

基于所述数据包请求从卫星获取新的卫星有效载荷数据包并存入所述空闲空间。

本实施例中，在数据包缓存区存在可存储一个卫星有效载荷数据包的空闲空间时，说明需要向数据包缓存区输入数据，因此，触发生成数据包请求，基于数据包请求从卫星获取新的卫星有效载荷数据包并存入该空闲空间。

通过应用以上技术方案，在设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，按预设数据传输速率依次将物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在上行物理帧中检测到下行帧序号时，在物理帧缓存区中删除与下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；基于物理帧请求从数据包缓存区获取目标有效载荷数据；根据目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将新物理帧存入物理帧缓存区中目标物理帧的存储空间；其中，物理帧中包括帧序号，下行帧序号是地面站确认有效接收下行物理帧后从下行物理帧提取的，从而提高了星地激光通信中数据传输的可靠性和效率。

为了进一步阐述本发明的技术思想，现结合具体的应用场景，对本发明的技术方案进行说明。

本申请实施例提供一种星地激光通信的控制方法，如图2所示，包括卫星数据处理和地面数据处理两个处理流程，采用上行链路反馈下行链路数据接收性能，实现星地一体自适应错误重传。在星地下行链路中，卫星将有效载荷数据进行前向编码、物理帧组帧并存入物理帧缓存区，根据从星地上行链路提取出的下行物理帧的下行帧序号控制从物理帧缓存区输出数据并进行光调制输出，经过大气信道后，由地面站进行光电探测、数据解调、物理帧同步和译码，根据译码结果判断下行物理帧的有效性，若有效，获取下行物理帧的下行帧序号。在星地上行链路中，地面站将下行帧序号填充到上行物理帧中，并通过光调制输出，经过大气信道后，由卫星进行光电探测、数据解调、物理帧同步，并提取下行帧序号。

卫星中设置有采用数据包缓存区，用于缓存卫星有效载荷数据包，实现对卫星有效载荷数据的速率匹配。数据包缓存区存储容量不小于2倍的卫星有效载荷数据包的长度，当数据包缓存区存在存储一包卫星有效载荷数据包的空闲空间时，向卫星发送数据包请求，以请求一包新的卫星有效载荷数据包，长度为DPL（Data Package Length），否则不请求。

当有物理帧请求时，从数据包缓存区输出长度为DFL的数据，并进行LDPC编码，形成编码帧。编码帧的长度为N_ldpc，校验长度为N_ldpc-DFL。需要说明的是，考虑到编码性能，本发明建议采用LDPC码进行前向编码，若采用其他编码方式，也应在本发明的保护范围之内。

将L个LDPC编码帧进行组帧，并插入长度为PLHL物理帧头，形成总长度为PLHL+LÎN_ldpc的物理帧。物理帧头中包括固定序列和可变序列，其中固定序列用于控制接收端的物理帧同步，可变序列用于传输帧序号。每生成一个新的物理帧，相应的帧序号累加1，若帧序号达到预设最大序号，则重新从预设最小序号开始。

采用物理帧缓存区，用于缓存生成的物理帧。物理帧缓存区存储容量不小于2倍的物理帧的长度，当物理帧缓存区存在存储一帧物理帧的空间时，向数据包缓存区连续请求L次数据，每次数据长度为DFL，否则不请求。

以物理帧为单位，控制物理帧缓存区的每个物理帧重复发送，直到该物理帧被地面正确接收为止。

物理帧缓存区输出数据进行光调制输出，转为光信号，经过大气信道，被地面站接收。

地面站首先完成光电探测、数据解调、物理帧同步和译码等处理流程。由物理帧同步提取帧头信息，得到该帧的下行帧序号。检测一个下行物理帧中L个LDPC译码的成功率，若译码成功率大于预设门限值，则表明该下行物理帧被地面站有效接收，否则视为无效接收。

当下行物理帧被地面站有效接收时，地面站将提取的下行帧序号填充到上行物理帧帧头，并通过光调制后进行星地上行链路传输。

卫星接收星地上行链路数据，完成光电探测、数据解调、物理帧同步等处理后，若从上行物理帧中检测到下行帧序号，则表明与该下行帧序号对应的目标物理帧已被地面站正确接收，释放物理帧缓存区中该目标物理帧的存储空间。

相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：

可靠性高、适用性强。保证在大气湍流、云层遮挡等深衰落场景下数据无丢失传输，保证了星地下行数据传输的可靠性，提高了星地激光通信的工程化应用水平。

反馈量小，效率高。通过在上行物理帧插入下行物理帧的帧序号，反馈下行物理帧的接收状态，反馈信息量小，效率高。

本申请实施例还提出了一种星地激光通信的控制设备，应用于设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，如图3所示，该设备包括：

输出模块10，用于按预设数据传输速率依次将所述物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；

检测模块20，用于当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在所述上行物理帧中检测到下行帧序号时，在所述物理帧缓存区中删除与所述下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；

获取模块30，用于基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据；

存储模块40，用于根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将所述新物理帧存入所述物理帧缓存区中所述目标物理帧的存储空间；

其中，所述物理帧中包括帧序号，所述下行帧序号是地面站确认有效接收所述下行物理帧后从所述下行物理帧提取的。

在具体的应用场景中，获取模块30，具体用于：

按预设发送次数连续向所述数据包缓存区发送所述物理帧请求，并依次从所述数据包缓存区获取子数据；

将各所述子数据作为所述目标有效载荷数据；

其中，各所述子数据的长度均为第一预设长度。

在具体的应用场景中，存储模块40，具体用于：

按预设编码方式分别对所述目标有效载荷数据中各所述子数据进行编码并生成各编码帧；

将各所述编码帧进行组帧，并插入包括固定序列和可变序列的物理帧头后生成所述新物理帧；

其中，所述固定序列用于控制接收端的物理帧同步，所述可变序列用于传输所述新帧序号，所述编码帧的长度为所述第一预设长度与预设校验长度之和，所述物理帧的长度为各所述编码帧的长度和所述物理帧头的帧头长度之和。

在具体的应用场景中，存储模块40，还用于：

在所述数据包缓存区存在可存储一个卫星有效载荷数据包的空闲空间时，触发生成数据包请求；

基于所述数据包请求从卫星获取新的卫星有效载荷数据包并存入所述空闲空间。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种星地激光通信的控制方法，其特征在于，应用于设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，所述方法包括：

按预设数据传输速率依次将所述物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；

当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在所述上行物理帧中检测到下行帧序号时，在所述物理帧缓存区中删除与所述下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；

基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据；

根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将所述新物理帧存入所述物理帧缓存区中所述目标物理帧的存储空间；

其中，所述物理帧中包括帧序号，所述下行帧序号是地面站确认有效接收所述下行物理帧后从所述下行物理帧提取的。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据，具体为：

按预设发送次数连续向所述数据包缓存区发送所述物理帧请求，并依次从所述数据包缓存区获取子数据；

将各所述子数据作为所述目标有效载荷数据；

其中，各所述子数据的长度均为第一预设长度。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，具体为：

按预设编码方式分别对所述目标有效载荷数据中各所述子数据进行编码并生成各编码帧；

将各所述编码帧进行组帧，并插入包括固定序列和可变序列的物理帧头后生成所述新物理帧；

其中，所述固定序列用于控制接收端的物理帧同步，所述可变序列用于传输所述新帧序号，所述编码帧的长度为所述第一预设长度与预设校验长度之和，所述物理帧的长度为各所述编码帧的长度和所述物理帧头的帧头长度之和。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧之前，所述方法还包括：

判断所述下行帧序号是否达到预设最大序号；

若是，将预设最小序号作为所述新帧序号；

若否，将所述下行帧序号加一后生成所述新帧序号。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，地面站是在译码成功率达到预设门限值时确认有效接收所述下行物理帧的，所述译码成功率为分别对当前下行物理帧中各所述编码帧进行译码后的成功率。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述数据包缓存区存在可存储一个卫星有效载荷数据包的空闲空间时，触发生成数据包请求；

基于所述数据包请求从卫星获取新的卫星有效载荷数据包并存入所述空闲空间。

7.一种星地激光通信的控制设备，其特征在于，应用于设置有用于缓存卫星有效载荷数据包的数据包缓存区和用于缓存物理帧的物理帧缓存区的卫星中，所述设备包括：

输出模块，用于按预设数据传输速率依次将所述物理帧缓存区中的各物理帧作为下行物理帧进行光调制输出，并经星地下行链路发送到地面站；

检测模块，用于当从星地上行链路接收到地面站发送的上行物理帧且在所述上行物理帧中检测到下行帧序号时，在所述物理帧缓存区中删除与所述下行帧序号对应的目标物理帧，并触发生成物理帧请求；

获取模块，用于基于所述物理帧请求从所述数据包缓存区获取目标有效载荷数据；

存储模块，用于根据所述目标有效载荷数据生成带有新帧序号的新物理帧，并将所述新物理帧存入所述物理帧缓存区中所述目标物理帧的存储空间；

其中，所述物理帧中包括帧序号，所述下行帧序号是地面站确认有效接收所述下行物理帧后从所述下行物理帧提取的。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述获取模块，具体用于：

按预设发送次数连续向所述数据包缓存区发送所述物理帧请求，并依次从所述数据包缓存区获取子数据；

将各所述子数据作为所述目标有效载荷数据；

其中，各所述子数据的长度均为第一预设长度。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述存储模块，具体用于：

按预设编码方式分别对所述目标有效载荷数据中各所述子数据进行编码并生成各编码帧；

将各所述编码帧进行组帧，并插入包括固定序列和可变序列的物理帧头后生成所述新物理帧；

其中，所述固定序列用于控制接收端的物理帧同步，所述可变序列用于传输所述新帧序号，所述编码帧的长度为所述第一预设长度与预设校验长度之和，所述物理帧的长度为各所述编码帧的长度和所述物理帧头的帧头长度之和。

10.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述存储模块，还用于：

在所述数据包缓存区存在可存储一个卫星有效载荷数据包的空闲空间时，触发生成数据包请求；

基于所述数据包请求从卫星获取新的卫星有效载荷数据包并存入所述空闲空间。

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