CN114938237A - 卫星高速数传数据接收及传输的方法、系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卫星高速数传数据接收及传输的方法、系统，属于通信领域，包括以下步骤：S1，基带FPGA对接收到的高速数传中频信号数据进行解调、译码处理后，将解调完的数据帧存入FPGA的RAM中，RAM存储满后将数据通过驱动推送到系统缓存中；S2，基带软件单元定时采集系统缓存中的数据，并发送给数据存储转发软件；S3，数据存储转发软件单元接收数传数据后存入接收缓存，逐帧处理数据后存入处理缓存，处理缓存满后将数据发送给应用中心。本发明克服了传统方法的时延较大、时延抖动大、通用性差的缺点，覆盖高速数传码速率全范围(10Mbps～2000Mbps)，适用多通道、多应用中心、挑帧、数据质量判读等应用场景。

Description

卫星高速数传数据接收及传输的方法、系统
技术领域
本发明涉及通信领域，更为具体的，涉及一种卫星高速数传数据接收及传输的方法、系统。
背景技术
随着航天科技和商业航天快速推进，全球发射的卫星数量呈几何趋势增长，各国使用卫星帮助相关行业发展。目前，我国应用于遥感、侦察、气象、测绘等领域的卫星已达数百颗，这类卫星的载荷数据具有数据量大、实时性要求高等特点，卫星需要将大量高速数传数据发送到地面应用中心。因此，通过卫星地面站将星上数据高效传输到应用中心的需求日益强烈。
典型的卫星高速数传数据接收及传输流程如图1所示，包含四个过程：第一、卫星将高速数传数据编码和调制，并通过电磁波发送到地面站；第二、地面站天线设备接收到电磁波信号后，经过放大、变频等处理，将高速数传中频信号传输到基带设备；第三、基带设备将高速数传中频信号解调、译码后转换为原始数传数据，并通过万兆网络将高速数传数据发送给存储转发设备；第四、存储转发设备通过网络将高速数传数据发送给应用中心。在第一个过程和第二个过程中，信号的传输速率等于光速(3×108m/s)，没有提速的空间。因此，本发明主要针对第三个过程和第四个过程进行设计。
传统的卫星高速数传接收及传输的方法，产生的平均时延(地面站产生的时延，包含上述过程二、过程三和过程四)为300ms。其中，过程二产生的时延一般低于5ms，大部分时延由过程三和过程四产生。在某些卫星应用领域，应用中心对数据实时性要求极高，传统的卫星高速数传数据接收及传输的方法无法满足其超高实时性要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种卫星高速数传数据接收及传输的方法、系统，克服了传统高速数传数据接收及传输的方法存在时延较大、时延抖动大、通用性差的缺点，可作为一种通用的卫星地面站的高速数传数据接收及高效传输的方法，可覆盖高速数传码速率全范围(10Mbps～2000Mbps)，可适用多通道、多应用中心、挑帧、数据质量判读等多种应用场景。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种卫星高速数传数据接收及传输的方法，包括以下步骤：
S1，基带FPGA对接收到的高速数传中频信号数据进行解调、译码处理后，将解调完的数据帧存入FPGA的RAM中，RAM存储满后将数据通过驱动推送到系统缓存中；
S2，基带软件单元定时采集系统缓存中的数据，并发送给数据存储转发软件；
S3，数据存储转发设备的数据存储转发软件单元接收数传数据后存入接收缓存，逐帧处理数据后存入处理缓存，处理缓存满后将数据发送给应用中心。
进一步地，在步骤S1中，FPGA的RAM容量根据数传码速率预先设定的自适应规则进行调整。
进一步地，在步骤S2中，包括子步骤：基带软件采集进程和基带软件发送进程，基带软件采集进程与基带软件发送进程之间通过共享内存交换数据；基带软件采集进程采用定时方法定时从系统缓存采集高速数传数据，将高速数传数据存入共享内存中，并通知发送进程取高速数传数据；发送进程接收到通知后从共享内存中取出高速数传数据，打包发送给数据存储转发软件单元。
进一步地，在步骤S3中，包括子步骤：数据接收、数据处理、数据存储、数据分发的流程；
数据接收流程接收到高速数传数据后存入接收缓存，并通知数据处理流程取数据；数据处理流程取出数据后逐帧处理，处理完一帧后存入处理缓存中，处理缓存满后由数据分发流程打包发送给应用中心。
进一步地，所述基带软件单元与数据存储转发软件单元之间采用TCP协议传输数传数据。
进一步地，数据存储的流程和数据分发的流程并行处理。
进一步地，所述接收缓存的缓存容量，根据数传码速率调整。
进一步地，所述处理缓存的容量根据帧长和码速率信息调整。
一种卫星高速数传数据接收及传输的系统，包括运行如上任一项所述的方法，还包括以下模块：基带FPGA、基带软件采集进程、基带软件发送进程、设置在数据存储转发设备的数据存储转发软件的数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、数据分发模块；
基带FPGA，用于对接收信号进行解调、译码处理后，将解调完的数据帧存入FPGA的RAM中，FPGA的RAM存满后将数据通过驱动推送到系统缓存中；
基带软件采集进程与基带软件发送进程之间通过共享内存交换数据，基带软件采集进程采用定时方法定时从系统缓存采集高速数传数据，将高速数传数据存入共享内存中，并通知发送进程取数据；基带软件发送进程接收到通知后从共享内存中取出高速数传数据，打包发送给数据存储转发软件；
数据接收模块接收到高速数传数据后存入接收缓存，并通知数据处理模块取高速数传数据；数据处理模块取出高速数传数据后逐帧处理，处理完一帧后存入处理缓存中；数据存储模块和数据分发模块并行处理；处理缓存满后由数据分发模块打包发送给应用中心。
进一步地，所述基带软件采集进程包含采集模块、消息收发模块和监控模块等模块，负责定时采集数传数据，将数据写入共享内存，并向发送进程发送消息；所述基带软件发送进程包含发送模块、消息收发模块和参数配置模块等模块，负责从共享内存读取数据，并通过网络发送出去；所述共享内存使用循环队列缓存采集到的高速数传数据。
本发明的有益效果包括：
本发明接收及传输时延小，采用了多项措施降低时延，可覆盖高速数传码速率全范围，保留了基带和数据存储转发软件的挑帧、数据质量判读等所有功能，无任何功能上的删减，可作为一种通用的卫星高速数传数据接收及传输方法。在具体实施例中，可将平均时延降低到30ms，性能提升达到90％。
本发明接收及传输时延抖动小，采取多项措施减少时延抖动，经过长时间测试和拷机，在具体实施例中，可将平均时延降低到30ms，最大时延降低到50ms。
本发明数传码速率适应范围广，将基带FPGA的RAM缓存、数据存储转发软件的Socket缓存和处理缓存容量可根据数传码速率自适应。当码速率较低时，通过减小缓存容量，减小存满缓存所需的时间，从而降低接收及传输时延；当码速率较高时，扩大缓存容量，虽然缓存的数据量增加，但是存满缓存所需的时间与前者接近，线程调度和切换的频率与前者接近，软件以硬件平台能够支撑的负载运行，数据安全可以得到保障。
本发明支持国产化硬件平台，基带软件和数据存储转发软件可部署在X86平台，也可部署在国产化平台。在具体实施例中，经过对软件优化设计，使软件性能显著提升，基带软件和数据存储转发软件均能够在国产化硬件平台长期稳定运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有卫星高速数传数据接收及传输流程示意图；
图2为高速数传数据接收及传输流程示意图；
图3为码速率与RAM容量关系示意图；
图4为基带工作原理示意图；
图5为数据存储转发软件工作原理示意图。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
如图1所示，现有卫星高速数传数据接收的流程主要包含：
步骤一：卫星通过将数据编码、加调，并通过星上天线将无线电信号发向地面；
步骤二：地面站天线接收无线电信号，经过信号放大、变频等处理后，将信号发送给基带设备；
步骤三：基带设备解调、译码后，将数据发送给数据存储转发设备；
步骤四：数据存储转发设备对数据进行存储、挑帧、质量判读等处理，并将数据发送给应用中心。
本发明实施例针对步骤三和步骤四过程的低时延和低时延抖动等特征进行发明设计。在具体实施过程中，提供一种卫星高速数传数据接收及传输的方法、系统，该系统中的关键模块包括：基带FPGA、基带软件采集进程、基带软件发送进程、以及包括数据存储转发软件的数据接收模块、数据处理模块和数据分发模块。
如图2所示，基带FPGA先对接收信号进行解调、译码处理，然后将解调完的数据帧存入RAM中，RAM缓存满后由驱动将数据推送到缓存中。RAM容量越大，缓存满的时间越长，带来的时延就越大，线程调度的频率越小；RAM容量越小，缓存满的时间越短，带来的时延就越小，线程调度的频率越大，而线程调度过于频繁会造成硬件平台不稳定，可能出现卡顿、丢帧、死机等严重问题。因此，本发明发现为基带FPGA的RAM设置一个恰当的容量对稳定、可靠的实时数据接收至关重要。在具体实施过程中，基带FPGA的RAM容量可根据卫星数传码速率(通过基带当前的“码速率”参数获取)自适应。自适应规则将常用的码速率范围划分为三个档：[10Mbps,300Mbps]、(300Mbps,800Mbps]和(800Mbps,2000Mbps]。
如图3所示，当码速率在[10Mbps,300Mbps]范围内时，RAM容量自动设置为4KB；当码速率在(300Mbps,800Mbps]范围内时，RAM容量自动设置为16KB；当码速率在(800Mbps,2000Mbps]范围内时，RAM容量自动设置为64KB。在自适应规则中，码速率的边界是通过理论计算和拷机实践获得，与硬件性能有关，边界划分原则是既要求基带软硬件性能稳定可靠，又要求缓存带来的时延尽量小。从自适应规则可以发现，数传码速率与RAM容量之间并不是线性的变换关系。基带接收数传数据时，基带FPGA的功能包括解调、译码、拷贝数据到RAM、推送数据到系统缓存等功能。当数传码速率与RAM容量之间的关系是线性关系时，在各码速率条件下“推送数据到系统缓存”的频率相同，但高码速率条件下的FPGA解调、译码、拷贝数据等任务更加繁重，硬件平台系统性风险更大。因此，在相同硬件平台上，接收高码速率数据时，本发明发现需为RAM提供比“线性关系”更大的容量，降低“推送数据到系统缓存”的频率，使平台将更多的硬件资源用于处理解调、译码等其他功能，将硬件的负载降到硬件平台可承受的范围内。最后，FPGA通过PCIe总线将数据发送到系统缓存中。每台基带可以支持2路2000Mbps的高速数传接收。
如图2所示，本发明发现由于单个进程从操作系统获得的资源是有限的，为了充分利用硬件资源，提高软件稳定性，本发明实施例将基带软件采用多进程设计，包含采集进程和发送进程。其中，采集进程包含采集模块、消息收发模块和监控模块等模块，负责定时采集数传数据，将数据写入共享内存，并向发送进程发送消息；发送进程包含发送模块、消息收发模块和参数配置模块等模块，负责从共享内存读取数据，并通过网络发送出去。共享内存使用循环队列缓存采集到的数传数据，容量至少能够存储连续5次采集的数据(如果网络发送能力不足，共享内存应该设计得更大)，能够减小因发送模块能力不足或者网络环境差带来的丢包风险。在地面站内部，基带与数据存储转发软件通过光纤和万兆交换机连接，局域网网络环境良好，网络传输产生的时延小(小于1ms)。采集进程发给发送进程的消息中应该包含起始地址、数据长度等信息。发送模块可根据当前发送队列情况灵活处理发送的数据量：如果当前只有1包数据未发送，则将1包数据打包发送给数据存储转发软件；如果当前有多包数据未发送，则将所有数据打1个大的网络包发送给数据存储转发软件。
由于基带软件运行在非实时操作系统上，CPU调度应用软件执行时间受系统当时环境影响。根据工程经验，采集进程的定时操作(通常)是时延抖动的最大因素，在系统负载较重的条件下，应用软件实际产生的时间间隔通常数倍于设置的时间间隔。为了减小时延抖动，防止偶发时延过大，定时采集功能采用基于系统中断的高精度定时方法。该方法可在无需大量CPU调度的情况下提供微秒级精度的定时服务。
基带软件采集进程采集完一包数据后存放到共享内存中，然后立即给发送进程发送通知。发送进程接收到通知后立即从共享内存中取出所有数据，并打包发送给数据存储转发软件。基带软件与数据存储转发软件之间采用TCP协议传输数传数据，能够保证网络传输的可靠性。
如图4，图5所示，根据本发明的技术构思，数据存储转发软件数据接收模块通过万兆网接收数传数据后存入接收缓存中，接收完一包数据(含多个帧的数据)后，向数据处理模块发送通知。
数据处理模块逐帧处理数据，每处理完一帧就存入处理缓存中。处理缓存容量可根据接收到的网络包自适应，设计算法如下：
Figure BDA0003660971240000093
注：λ1表示存储转发服务器性能系数，λ2表示数传码速率系数，
Figure BDA0003660971240000094
符号表示向上取整。
λ1是存储转发服务器性能系数，服务器性能越强，λ1越小。λ2是数传码速率系数，
Figure BDA0003660971240000091
码速率越大，λ2越大。注：v表示数传码速率，单位Mbps。
基带发送给存储转发软件的网络包中包含了总字节数和帧数，可以计算出帧长；根据基带定时采集数据特性，可通过
Figure BDA0003660971240000092
估算出数传码速率(单位Mbps)。
如图4所示，数据存储转发软件处理缓存满后，数据分发模块取出数据，按照协议要求打包发送给中心。数据存储转发软件与应用中心的传输层协议和应用层协议均可在数据存储转发软件配置。
下面以范例具体分析：基带接收高速数传信号，码速率30Mbps、帧长1024字节，基带FPGA的RAM大小自动设置为4KB，基带软件采集进程采集数据的时间间隔为10ms；数据存储转发软件λ1性能系数设置为1，λ2系数经计算为4，处理缓存容量为4KB。经过试验(100万帧)，本范例最终得到的高速数传数据接收及传输时延最大值为46ms，最小值为25ms，平均值为31ms。
本发明上述实施例，相对于传统卫星高速数传数据接收及传输方法，具有以下优点：
接收及传输时延小：低时延是本发明实施例方法的核心特点，从基带接收信号，到从数据存储转发软件发出，整个过程包含多个影响时延的环节。与传统数据接收及传输方法相比，本发明实施例方法采用了多项措施降低时延，可覆盖高速数传码速率全范围，保留了基带和数据存储转发软件的挑帧、数据质量判读等所有功能，无任何功能上的删减，可作为一种通用的卫星高速数传数据接收及传输方法。相比于传统数据接收及传输方法平均时延300ms，本方法可将平均时延降低到30ms，性能提升达到90％。
接收及传输时延抖动小：时延抖动小是本发明实施例方法的重要特点。整个数据接收及转发过程需要多个进程和线程配合完成，线程切换越频繁时延抖动越大；通用的数据接收及传输方法需要为用户提供多种复杂功能，须具有高度灵活性和可扩展性，基带软件和存储转发软件作为主要应用软件都运行在非实时操作系统之上，线程在非实时操作系统上执行的时间受运行环境影响较大，运行环境越复杂时延抖动越大。本发明实施例方法采取多项措施减少时延抖动，经过长时间测试和拷机，本发明实施例方法可将平均时延降低到30ms，最大时延降低到50ms。
数传码速率适应范围广：本发明实施例方法的定位是作为一种通用的卫星高速数传数据接收及传输的方法，必须覆盖高速数传码速率全范围(10Mbps～2000Mbps)。低码速率和高码速率需要解决的问题有所不同：当码速率较低时，存满相同大小缓存所需的时间较长，因此低码速率时延一般比高码速率时延更大；当码速率较高时，由于数据量更大，系统接收、处理和转发频率更高，系统负载更重，缓存小会引起丢帧、数据堆积、内存上涨、系统卡顿等严重的系统性问题。在本发明实施例方法中，基带FPGA的RAM缓存、数据存储转发软件的Socket缓存和处理缓存容量可根据数传码速率自适应。当码速率较低时，通过减小缓存容量，减小存满缓存所需的时间，从而降低接收及传输时延；当码速率较高时，扩大缓存容量，虽然缓存的数据量增加，但是存满缓存所需的时间与前者接近，线程调度和切换的频率与前者接近，软件以硬件平台能够支撑的负载运行，数据安全可以得到保障。
支持国产化硬件平台：本发明实施例方法中基带软件和数据存储转发软件可部署在X86平台，也可部署在国产化平台。目前，国产化硬件平台性能普遍较X86平台低，但经过对软件优化设计，软件性能显著提升，基带软件和数据存储转发软件均能够在国产化硬件平台长期稳定运行。
实施例1
一种卫星高速数传数据接收及传输的方法，包括以下步骤：
S1，基带FPGA对接收到的高速数传中频信号数据进行解调、译码处理后，将解调完的数据帧存入FPGA的RAM中，RAM存储满后将数据通过驱动推送到系统缓存中；
S2，基带软件单元定时采集系统缓存中的数据，并发送给数据存储转发软件；
S3，数据存储转发设备的数据存储转发软件单元接收数传数据后存入接收缓存，逐帧处理数据后存入处理缓存，处理缓存满后将数据发送给应用中心。
实施例2
在实施例1的基础上，在步骤S1中，FPGA的RAM容量根据数传码速率预先设定的自适应规则进行调整。
实施例3
在实施例1的基础上，在步骤S2中，包括子步骤：基带软件采集进程和基带软件发送进程，基带软件采集进程与基带软件发送进程之间通过共享内存交换数据；基带软件采集进程采用定时方法定时从系统缓存采集高速数传数据，将高速数传数据存入共享内存中，并通知发送进程取高速数传数据；发送进程接收到通知后从共享内存中取出高速数传数据，打包发送给数据存储转发软件单元。
实施例4
在实施例1的基础上，在步骤S3中，包括子步骤：数据接收、数据处理、数据存储、数据分发的流程；
数据接收流程接收到高速数传数据后存入接收缓存，并通知数据处理流程取数据；数据处理流程取出数据后逐帧处理，处理完一帧后存入处理缓存中，处理缓存满后由数据分发流程打包发送给应用中心。
实施例5
在实施例1的基础上，所述基带软件单元与数据存储转发软件单元之间采用TCP协议传输数传数据。
实施例6
在实施例4的基础上，数据存储的流程和数据分发的流程并行处理。
实施例7
在实施例4的基础上，所述接收缓存的缓存容量，根据数传码速率调整。
实施例8
在实施例4的基础上，所述处理缓存的容量根据帧长和码速率信息调整。
实施例9
一种卫星高速数传数据接收及传输的系统，包括运行如实施例1～实施例8任一项所述的方法，还包括以下模块：基带FPGA、基带软件采集进程、基带软件发送进程、设置在数据存储转发设备的数据存储转发软件的数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、数据分发模块；
基带FPGA，用于对接收信号进行解调、译码处理后，将解调完的数据帧存入FPGA的RAM中，FPGA的RAM存满后将数据通过驱动推送到系统缓存中；
基带软件采集进程与基带软件发送进程之间通过共享内存交换数据，基带软件采集进程采用定时方法定时从系统缓存采集高速数传数据，将高速数传数据存入共享内存中，并通知发送进程取数据；基带软件发送进程接收到通知后从共享内存中取出高速数传数据，打包发送给数据存储转发软件；
数据接收模块接收到高速数传数据后存入接收缓存，并通知数据处理模块取高速数传数据；数据处理模块取出高速数传数据后逐帧处理，处理完一帧后存入处理缓存中；数据存储模块和数据分发模块并行处理；处理缓存满后由数据分发模块打包发送给应用中心。
实施例10
在实施例9的基础上，所述基带软件采集进程包含采集模块、消息收发模块和监控模块等模块，负责定时采集数传数据，将数据写入共享内存，并向发送进程发送消息；所述基带软件发送进程包含发送模块、消息收发模块和参数配置模块等模块，负责从共享内存读取数据，并通过网络发送出去；所述共享内存使用循环队列缓存采集到的高速数传数据。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
根据本申请的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的方法。
作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种卫星高速数传数据接收及传输的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，基带FPGA对接收到的高速数传中频信号数据进行解调、译码处理后，将解调完的数据帧存入FPGA的RAM中，RAM存储满后将数据通过驱动推送到系统缓存中；
S2，基带软件单元定时采集系统缓存中的数据，并发送给数据存储转发软件；
S3，数据存储转发设备的数据存储转发软件单元接收数传数据后存入接收缓存，逐帧处理数据后存入处理缓存，处理缓存满后将数据发送给应用中心。
2.根据权利要求1所述的卫星高速数传数据接收及传输的方法，其特征在于，在步骤S1中，FPGA的RAM容量根据数传码速率预先设定的自适应规则进行调整。
3.根据权利要求1所述的卫星高速数传数据接收及传输的方法，其特征在于，在步骤S2中，包括子步骤：基带软件采集进程和基带软件发送进程，基带软件采集进程与基带软件发送进程之间通过共享内存交换数据；基带软件采集进程采用定时方法定时从系统缓存采集高速数传数据，将高速数传数据存入共享内存中，并通知发送进程取高速数传数据；发送进程接收到通知后从共享内存中取出高速数传数据，打包发送给数据存储转发软件单元。
4.根据权利要求1所述的卫星高速数传数据接收及传输的方法，其特征在于，在步骤S3中，包括子步骤：数据接收、数据处理、数据存储、数据分发的流程；
数据接收流程接收到高速数传数据后存入接收缓存，并通知数据处理流程取数据；数据处理流程取出数据后逐帧处理，处理完一帧后存入处理缓存中，处理缓存满后由数据分发流程打包发送给应用中心。
5.根据权利要求1所述的卫星高速数传数据接收及传输的方法，其特征在于，所述基带软件单元与数据存储转发软件单元之间采用TCP协议传输数传数据。
6.根据权利要求4所述的卫星高速数传数据接收及传输的方法，其特征在于，数据存储的流程和数据分发的流程并行处理。
7.根据权利要求4所述的卫星高速数传数据接收及传输的系统，其特征在于，所述接收缓存的缓存容量，根据数传码速率调整。
8.根据权利要求4所述的卫星高速数传数据接收及传输的系统，其特征在于，所述处理缓存的容量根据帧长和码速率信息调整。
9.一种卫星高速数传数据接收及传输的系统，其特征在于，包括运行如权利要求1～8任一项所述的方法，还包括以下模块：基带FPGA、基带软件采集进程、基带软件发送进程、设置在数据存储转发设备的数据存储转发软件的数据接收模块、数据处理模块、数据存储模块、数据分发模块；
基带FPGA，用于对接收信号进行解调、译码处理后，将解调完的数据帧存入FPGA的RAM中，FPGA的RAM存满后将数据通过驱动推送到系统缓存中；
基带软件采集进程与基带软件发送进程之间通过共享内存交换数据，基带软件采集进程采用定时方法定时从系统缓存采集高速数传数据，将高速数传数据存入共享内存中，并通知发送进程取数据；基带软件发送进程接收到通知后从共享内存中取出高速数传数据，打包发送给数据存储转发软件；
数据接收模块接收到高速数传数据后存入接收缓存，并通知数据处理模块取高速数传数据；数据处理模块取出高速数传数据后逐帧处理，处理完一帧后存入处理缓存中；数据存储模块和数据分发模块并行处理；处理缓存满后由数据分发模块打包发送给应用中心。
10.根据权利要求9所述的卫星高速数传数据接收及传输的系统，其特征在于，所述基带软件采集进程包含采集模块、消息收发模块和监控模块等模块，负责定时采集数传数据，将数据写入共享内存，并向发送进程发送消息；所述基带软件发送进程包含发送模块、消息收发模块和参数配置模块等模块，负责从共享内存读取数据，并通过网络发送出去；所述共享内存使用循环队列缓存采集到的高速数传数据。
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