CN114980199B - 多通信链路融合的数据传输控制方法及卫星通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了多通信链路融合的数据传输控制方法及卫星通信系统，方法包括：获取通信链路状态信息，包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延；根据通信链路状态信息计算获取目标序列号；根据当前待发送数据包序列号和目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，各待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在目标序列号之前的待发送数据包分配为低轨数据包，序列号与目标序列号相同的待发送数据包分配为高轨数据包。本发明方案有利于降低数据包的等待时间，提高数据包传输的效率。
Description
技术领域
本发明涉及卫星通信技术领域，尤其涉及的是一种多通信链路融合的数据传输控制方法及卫星通信系统。
背景技术
随着科学技术的发展，卫星通信技术的应用越来越广泛。根据卫星飞行轨道平台的高度可以把卫星分为高轨卫星、中轨卫星和低轨卫星，基于不同轨道的卫星可以构建不同的通信链路。
现有技术的卫星通信过程中，对于一组需要发送的待发送数据包，通常只会通过一条卫星通信链路进行传输，不利于提高数据包传输的效率。
因此，现有技术还有待改进和发展。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种多通信链路融合的数据传输控制方法及卫星通信系统，旨在解决现有技术中只通过一条卫星通信链路进行数据包的传输，不利于提高数据包传输的效率的问题。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种多通信链路融合的数据传输控制方法，其中，上述方法包括：
获取通信链路状态信息，其中，上述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延；
根据上述通信链路状态信息计算获取目标序列号；
根据上述当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，其中，一个上述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在上述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与上述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，上述低轨数据包通过上述低轨通信链路传输，上述高轨数据包通过上述高轨通信链路传输。
可选的，上述获取通信链路状态信息，包括：
获取数据发送端预先设置的最大报文长度；
获取上述数据发送端在当前时刻对应的第一个待发送数据包的序列号，并作为上述当前待发送数据包序列号，其中，上述当前时刻是上述数据发送端接收到数据发送触发指令的时刻；
通过上述数据发送端采集获取上述低轨通信链路可用带宽和上述高轨通信链路传输时延。
可选的，上述根据上述通信链路状态信息计算获取目标序列号，包括：
根据上述低轨通信链路可用带宽、上述最大报文长度和上述高轨通信链路传输时延计算获取目标乘积，上述目标乘积是第一商值与第二商值的乘积，上述第一商值是上述低轨通信链路可用带宽除以上述最大报文长度获得的商，上述第二商值是上述高轨通信链路传输时延除以2000获得的商；
将上述当前待发送数据包序列号和上述目标乘积相加，获得最小目标序列号；
根据上述最小目标序列号获取上述目标序列号，其中，上述目标序列号是不小于上述最小目标序列号的整数。
可选的，上述目标序列号是不小于上述最小目标序列号的最小整数。
可选的，上述根据上述当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，还包括：
获取数据包等待时间，其中，上述数据包等待时间是数据接收端根据前一序列号对应的低轨数据包的接收时间点与上述目标高轨数据包的接收时间点计算获得的等待时间，其中，上述前一序列号等于上述目标高轨数据包的序列号减1，上述目标高轨数据包是上述数据接收端接收到的任意一个高轨数据包；
根据预设的等待门限值范围和上述数据包等待时间，对序列号在上述目标高轨数据包的序列号之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制。
可选的，上述根据预设的等待门限值范围和上述数据包等待时间，对序列号在上述目标高轨数据包之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，包括：
当上述数据包等待时间大于上述等待门限值范围中的最大门限值时，获取第一起始序列号，将序列号大于上述目标高轨数据包的序列号且小于上述第一起始序列号的所有待发送数据包划分为低轨数据包并传输，将从上述第一起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，上述第一起始序列号的值为K+N+1，K为上述目标高轨数据包的序列号，N为数据包调整值。
可选的，上述根据预设的等待门限值范围和上述数据包等待时间，对序列号在上述目标高轨数据包之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，还包括：
当上述数据包等待时间小于上述等待门限值范围中的最小门限值时，获取第二起始序列号，将序列号大于上述目标高轨数据包的序列号且小于上述第二起始序列号的所有待发送数据包划分为高轨数据包并传输，将从上述第二起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，上述第二起始序列号的值为K+N+1。
可选的，当上述数据包等待时间大于上述等待门限值范围中的最大门限值时，N为上述数据包等待时间除以上述最大门限值的商；
当上述数据包等待时间小于上述等待门限值范围中的最小门限值时，N=1。
可选的，上述根据预设的等待门限值范围和上述数据包等待时间，对序列号在上述目标高轨数据包之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，还包括：
当上述数据包等待时间属于上述等待门限值范围时，获取第三起始序列号，将从上述第三起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，上述第三起始序列号的值为K+1。
本发明第二方面提供一种多通信链路融合的卫星通信系统，其中，上述卫星通信系统包括：
数据发送端、数据接收端、高轨通信链路和低轨通信链路，上述高轨通信链路与上述低轨通信链路互不干扰，上述数据发送端通过上述高轨通信链路与上述数据接收端通信连接，且上述数据发送端通过上述低轨通信链路与上述数据接收端通信连接；
上述数据发送端用于获取通信链路状态信息，根据上述通信链路状态信息计算获取目标序列号，根据当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制上述低轨通信链路和上述高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输；
其中，上述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延，一个上述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在上述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与上述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，上述低轨数据包通过上述低轨通信链路传输，上述高轨数据包通过上述高轨通信链路传输。
可选的，上述数据发送端为客户端服务器，上述数据接收端为服务端服务器；
上述高轨通信链路由依次通信连接的高轨终端、高轨卫星和高轨信关站组成；
上述低轨通信链路由依次通信连接的低轨终端、低轨卫星和低轨信关站组成。
可选的，上述数据发送端具体用于：
获取预先设置的最大报文长度；
获取在当前时刻对应的第一个待发送数据包的序列号，并作为上述当前待发送数据包序列号，其中，上述当前时刻是上述数据发送端接收到数据发送触发指令的时刻；
采集获取上述低轨通信链路可用带宽和上述高轨通信链路传输时延。
可选的，上述数据发送端还具体用于：
根据上述低轨通信链路可用带宽、上述最大报文长度和上述高轨通信链路传输时延计算获取目标乘积，上述目标乘积是第一商值与第二商值的乘积，上述第一商值是上述低轨通信链路可用带宽除以上述最大报文长度获得的商，上述第二商值是上述高轨通信链路传输时延除以2000获得的商；
将上述当前待发送数据包序列号和上述目标乘积相加，获得最小目标序列号；
根据上述最小目标序列号获取上述目标序列号，其中，上述目标序列号是不小于上述最小目标序列号的整数。
由上可见，本发明提供的多通信链路融合的数据传输控制方法中，获取通信链路状态信息，其中，上述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延；根据上述通信链路状态信息计算获取目标序列号；根据上述当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，其中，一个上述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在上述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与上述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，上述低轨数据包通过上述低轨通信链路传输，上述高轨数据包通过上述高轨通信链路传输。与现有技术中仅通过一条卫星通信链路进行数据包传输的方案相比，本发明方案中融合两条通信链路同时进行待发送数据包的传输，并且根据通信链路状态信息计算目标序列号进而进行待发送数据包的路径分配和传输控制，有利于合理利用低轨通信链路和高轨通信链路，降低数据包的等待时间，提高数据包传输的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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它的附图。
图1是本发明实施例提供的一种多通信链路融合的数据传输控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的一种多通信链路融合的卫星通信系统的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的一种卫星通信系统的具体模块示意图；
图4是本发明实施例提供的一种卫星通信系统的具体模块示意图；
图5是本发明实施例提供的一种增加控制层的通信协议结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种进行数据包分配的具体流程示意图；
图7是本发明实施例提供的一种数据包分配方案示意图；
图8是本发明实施例提供的一种数据包分配方案示意图；
图9是本发明实施例提供的一种数据包分配方案示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况下，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当…时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似的，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述的条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
下面结合本发明实施例的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
随着科学技术的发展，卫星通信技术的应用越来越广泛。根据卫星飞行轨道平台的高度可以把卫星分为高轨卫星、中轨卫星和低轨卫星，基于不同轨道的卫星可以构建不同的通信链路。
现有技术的卫星通信过程中，对于一组需要发送的待发送数据包，通常只会通过一条卫星通信链路进行传输，不利于提高数据包传输的效率。
具体的，现有技术中没有融合高轨通信链路和低轨通信链路的数据包传输方案，因此也没有对应的数据包分配方案。而在其它相近的技术领域中，需要对多路径进行数据分配时，通常采用轮询分配的算法，根据预设的数据长度对需要发送的数据进行划分，并将划分获得的每一段依次逐个分配给每一条路径。但在实际使用过程中，高轨通信链路的时延比低轨通信链路时延高（可能是低轨通信链路时延的6到7倍）。如果采用上述的现有数据分配方式，无法考虑高低轨时延差距并根据时延差距对数据进行合理分配，在高低轨时延差距较大（或者同时考虑到路径抖动）的情况下，容易出现低轨通信链路等待高轨通信链路的情况。过长的数据等待时间会引起数据乱序甚至数据超时，从而导致过多的数据重传，影响数据包传输的效率，从而影响卫星通信网络中用户的使用体验。
为了解决上述多个问题中的至少一个问题，本发明实施例提供一种多通信链路融合的数据传输控制方法及卫星通信系统，其中，上述数据传输控制方法中，获取通信链路状态信息，其中，上述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延；根据上述通信链路状态信息计算获取目标序列号；根据上述当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，其中，一个上述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在上述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与上述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，上述低轨数据包通过上述低轨通信链路传输，上述高轨数据包通过上述高轨通信链路传输。
与现有技术中仅通过一条卫星通信链路进行数据包传输的方案相比，本发明实施例中融合两条通信链路同时进行待发送数据包的传输，并且为融合低轨通信链路和高轨通信链路的数据包传输方案设置了合理的数据包分配和传输方案。具体的，根据通信链路状态信息计算目标序列号进而进行待发送数据包的路径分配和传输控制，有利于合理利用低轨通信链路和高轨通信链路，降低数据包的等待时间，提高数据包传输的效率。同时，基于本发明实施例中的方案，有利于避免数据包乱序和数据包超时，从而减少需要数据包重传的可能性，提升用户使用体验。
如图1所示，本发明实施例提供一种多通信链路融合的数据传输控制方法，其中，上述方法包括如下步骤：
步骤S100，获取通信链路状态信息，其中，上述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延。
具体的，本实施例中的数据传输控制方法可以应用于多通信链路融合的卫星通信系统中，用于对卫星通信系统进行数据传输控制，具体的，上述卫星通信系统同时通过低轨通信链路和高轨通信链路传输待发送数据包，但低轨通信链路和高轨通信链路传输的数据包不相同，即一个数据包只会被低轨通信链路和高轨通信链路两条链路中的一条传输。
具体的，上述获取通信链路状态信息，包括：获取数据发送端预先设置的最大报文长度；获取上述数据发送端在当前时刻对应的第一个待发送数据包的序列号，并作为上述当前待发送数据包序列号，其中，上述当前时刻是上述数据发送端接收到数据发送触发指令的时刻；通过上述数据发送端采集获取上述低轨通信链路可用带宽和上述高轨通信链路传输时延。
其中，上述最大报文长度是数据发送端中预先设置通信链路中每一个报文段所能承载的最大数据长度。本实施例中，高轨通信链路和低轨通信链路使用的通信协议基于TCP/IP协议，上述最大报文长度（MSS，Maximum Segment Size）可以从TCP/IP协议的最大报文段获得。
需要说明的是，在上述卫星通信系统进行数据包传输的过程中，数据发送端会预先缓存一组待发送数据包，在缓存完成一组待发送数据包之后才统一进行数据包的发送。具体的，数据发送端可以实时接收用户发送的指令，并且将接收到用户发出的数据发送触发指令的时刻作为当前时刻，从当前时刻开始进行数据包的发送控制。在一种应用场景中，数据发送端也可以在接收完一组待发送数据包之后自己生成对应的数据发送触发指令并开始进行数据包分配和传输控制。在另一种应用场景中，数据发送端可以预先设置数据发送间隔时间，每隔一段时间将该段时间缓存的所有数据包作为待发送数据包，并进行数据包分配和传输控制，在此不作具体限定。数据发送端一次需要对缓存的一组待发送数据包进行分配和发送控制，进一步的，上述当前时刻对应的第一个待发送数据包是当前时刻需要分配和发送的一组待发送数据包中序列号最小的待发送数据包，在一条通信链路中，序列号小的待发送数据包先发送，序列号大的则后发送。
本实施例中，数据发送端在接收到或生成数据发送触发指令时采集低轨通信链路可用带宽和高轨通信链路传输时延。在一种应用场景中，数据发送端也可以实时监测低轨通信链路和高轨通信链路以获得上述低轨通信链路可用带宽和高轨通信链路传输时延。在另一种应用场景中，数据发送端可以根据预设的时间间隔采集获取低轨通信链路可用带宽和高轨通信链路传输时延，在此不作具体限定。
步骤S200，根据上述通信链路状态信息计算获取目标序列号。
其中，上述步骤S200具体包括：根据上述低轨通信链路可用带宽、上述最大报文长度和上述高轨通信链路传输时延计算获取目标乘积，上述目标乘积是第一商值与第二商值的乘积，上述第一商值是上述低轨通信链路可用带宽除以上述最大报文长度获得的商，上述第二商值是上述高轨通信链路传输时延除以2000获得的商；将上述当前待发送数据包序列号和上述目标乘积相加，获得最小目标序列号；根据上述最小目标序列号获取上述目标序列号，其中，上述目标序列号是不小于上述最小目标序列号的整数。
本实施例中，上述目标序列号是不小于上述最小目标序列号的最小整数。具体的，本实施例中可以基于如下公式（1）计算获取目标序列号：
其中，
代表需要计算获得的目标序列号，也即第一个需要分配给高轨通信链路的待发送数据包的序列号。
代表当前待发送数据包序列号，即当前时刻需要发送的待发送数据包的序列号。
代表低轨通信链路可用带宽；
代表最大报文长度，其单位是BYTE，本实施例中，一个序列号与一个（待发送）数据包对应，一个数据包的长度不大于上述最大报文长度；
代表高轨通信链路传输时延。需要说明的是，
的单位是毫秒，而
单位是Mbps，因此需要将
除以1000进行单位转换（转为为秒），同时， 
是从数据下发开始、通过两条通信链路传输到数据接收端，然后数据接收端反馈的数据已接收的信息返回到数据发送端的整个过程中高轨通信链路相对于低轨通信链路的时延，因此单程的时延需要用
再除以2，则对应的
需要除以2000。
步骤S300，根据上述当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输。
其中，一个上述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在上述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与上述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，上述低轨数据包通过上述低轨通信链路传输，上述高轨数据包通过上述高轨通信链路传输。
如此，根据时延差和带宽，在时延大的路径上选取缓存数据中靠后的数据，时延小的路径选取第一包数据，且同时发送，则时延大的路径上选取的数据，可以和时延小的路径选取的数据的最后一包同时到达，此时再按顺序组包，则不需要数据等待。
具体的，在计算出上述目标序列号后，发送端先根据目标序列号对待发送数据包进行依次分配并开始传输。序列号在上述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与上述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包。在一种应用场景中，对于序列号在目标序列号之后的待发送数据包，可以依次交替的划分为低轨数据包和高轨数据包，分配时先低轨后高轨。在本实施例中，还可以根据数据接收端反馈的等待时间对后续的待发送数据包的分配进行调整。
具体的，上述根据上述当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，还包括：获取数据包等待时间，其中，上述数据包等待时间是数据接收端根据前一序列号对应的低轨数据包的接收时间点与上述目标高轨数据包的接收时间点计算获得的等待时间，其中，上述前一序列号等于上述目标高轨数据包的序列号减1，上述目标高轨数据包是上述数据接收端接收到的任意一个高轨数据包；根据预设的等待门限值范围和上述数据包等待时间，对序列号在上述目标高轨数据包的序列号之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制。
其中，上述数据包等待时间是数据接收端在接收到目标高轨数据包时计算获得的，具体可以将前一序列号对应的低轨数据包的接收时间点减去目标高轨数据包的接收时间点获得。目标高轨数据包是上述数据接收端接收到的任意一个高轨数据包，即数据接收端每接收到一个高轨数据包时都可以计算对应的数据包等待时间并对后续的待发送数据包的分配进行调整，本实施例中，以目标高轨数据包是数据接收端接收到的第一个高轨数据包（也即上述目标序列号对应的高轨数据包）为例进行说明，但不作为具体限定。
本实施例中，上述根据预设的等待门限值范围和上述数据包等待时间，对序列号在上述目标高轨数据包之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，包括：当上述数据包等待时间大于上述等待门限值范围中的最大门限值时，获取第一起始序列号，将序列号大于上述目标高轨数据包的序列号且小于上述第一起始序列号的所有待发送数据包划分为低轨数据包并传输，将从上述第一起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，上述第一起始序列号的值为K+N+1，K为上述目标高轨数据包的序列号，N为数据包调整值。
进一步的，当上述数据包等待时间小于上述等待门限值范围中的最小门限值时，获取第二起始序列号，将序列号大于上述目标高轨数据包的序列号且小于上述第二起始序列号的所有待发送数据包划分为高轨数据包并传输，将从上述第二起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，上述第二起始序列号的值为K+N+1。
其中，上述数据包调整值N可以是预先设置的每一次调整的数据包的个数，也可以是根据实际情况调整的一个数值（即根据数据包等待时间的不同N有不同的取值），N为不小于0的整数。上述等待门限值范围是由最小门限值和最大门限值构成的范围，对于数据包等待时间大于最大门限值或小于最小门限值的两种不同情况，会分别将下一包需要分给为高轨数据包的序列号延迟或提前，在不同情况下，数据包调整值N的取值可以相同（例如都为数据包等待时间除以上述最大门限值的商）或者不同，在此不作具体限定。
本实施例中，当上述数据包等待时间大于上述等待门限值范围中的最大门限值时，N为上述数据包等待时间除以上述最大门限值的商；当上述数据包等待时间小于上述等待门限值范围中的最小门限值时，N=1。
进一步的，当上述数据包等待时间属于上述等待门限值范围时，获取第三起始序列号，将从上述第三起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，上述第三起始序列号的值为K+1。
需要说明的是，本实施例中在对一组缓存好的待发送数据包进行分类和传输的过程中，可以在数据接收端每一次接收到一包高轨数据包时，反馈对应的数据包等待时间，从而使得数据发送端根据该数据包等待时间对该高轨数据包之后的待发送数据包进行路径分配的调整，以更好的减少等待时间和避免数据重传等问题。
本实施例中，是以对一组缓存好的待发送数据包进行分配和控制为例进行说明，在该组缓存好的待发送数据包发送完毕后，可以计算下一组缓存好的待发送数据包对应的目标序列号并进行数据包的分配和传输，知道不再需要进行数据包的传输、高轨通信链路断开或低轨通信链路断开。
由上可见，本实施例中融合两条通信链路同时进行待发送数据包的传输，并且为融合低轨通信链路和高轨通信链路的数据包传输方案设置了合理的数据包分配和传输方案。具体的，根据通信链路状态信息计算目标序列号进而进行待发送数据包的路径分配和传输控制，有利于合理利用低轨通信链路和高轨通信链路，降低数据包的等待时间，提高数据包传输的效率。同时，基于本发明实施例中的方案，有利于避免数据包乱序和数据包超时，从而减少需要数据包重传的可能性，提升用户使用体验。
如图2所示，对应于上述多通信链路融合的数据传输控制方法，本实施例中还提供一种多通信链路融合的卫星通信系统，具体的，上述卫星通信系统包括：
数据发送端11、数据接收端12、高轨通信链路13和低轨通信链路14，上述高轨通信链路13与上述低轨通信链路14互不干扰，上述数据发送端11通过上述高轨通信链路13与上述数据接收端12通信连接，且上述数据发送端11通过上述低轨通信链路14与上述数据接收端12通信连接；
上述数据发送端11用于获取通信链路状态信息，根据上述通信链路状态信息计算获取目标序列号，根据当前待发送数据包序列号和上述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制上述低轨通信链路14和上述高轨通信链路13同时进行待发送数据包的传输；
其中，上述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延，一个上述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在上述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与上述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，上述低轨数据包通过上述低轨通信链路14传输，上述高轨数据包通过上述高轨通信链路13传输。
本实施例中，上述多通信链路融合的卫星通信系统中可以使用上述多通信链路融合的数据传输控制方法进行控制，以实现待发送数据包的传输。其中，数据发送端11同时通过两条互不干扰的通信链路与数据接收端12进行通信连接以实现数据传输，因此需要对待发送数据包进行合理分配，确定各个待发送数据包通过哪一条通信链路进行传输。
图3是本发明实施例提供的一种卫星通信系统的具体模块示意图，如图3所示，上述卫星通信系统中高轨通信链路13由依次通信连接的高轨终端131、高轨卫星132和高轨信关站133组成，低轨通信链路14由依次通信连接的低轨终端141、低轨卫星142和低轨信关站143组成。其中，数据发送端11分别以高轨终端131和低轨终端141为接入点，使用一个服务器通过这两个接入点分别接入到高轨卫星网络和低轨卫星网络，在服务器上实现控制层协议并实现数据的分配。数据接收端12分别与高轨信关站133和低轨信关站143通信连接。图4是本发明实施例提供的一种卫星通信系统的具体模块示意图，需要说明的是，本实施例中如图4所示，上述数据发送端11具体为客户端服务器或终端控制服务器，上述数据接收端12具体为服务端服务器或信关站控制服务器。
进一步的，本实施例中，上述数据发送端11具体用于：获取预先设置的最大报文长度；获取在当前时刻对应的第一个待发送数据包的序列号，并作为上述当前待发送数据包序列号，其中，上述当前时刻是上述数据发送端接收到数据发送触发指令的时刻；采集获取上述低轨通信链路可用带宽和上述高轨通信链路传输时延。
具体的，上述数据发送端11还具体用于：根据上述低轨通信链路可用带宽、上述最大报文长度和上述高轨通信链路传输时延计算获取目标乘积，上述目标乘积是第一商值与第二商值的乘积，上述第一商值是上述低轨通信链路可用带宽除以上述最大报文长度获得的商，上述第二商值是上述高轨通信链路传输时延除以2000获得的商；将上述当前待发送数据包序列号和上述目标乘积相加，获得最小目标序列号；根据上述最小目标序列号获取上述目标序列号，其中，上述目标序列号是不小于上述最小目标序列号的整数。
本实施例中，还基于一种具体应用场景对上述卫星通信系统及其对应的数据传输控制方法进行具体说明，需要说明的是，上述数据传输控制方法可以由一个额外设置的设备或模块来执行，也可以由卫星通信系统中的数据发送端11执行，或者由对应的终端控制软件来控制卫星通信系统执行，在此不作具体限定。本实施例中，上述高轨通信链路13和低轨通信链路14使用的通信协议可以是以TCP/IP协议为基础进行改进获得的，具体的，在其通信协议的应用层和传输层之间增加一层控制层，控制层主要用于进行数据分配、数据缓存和数据重排序，控制层利用实时的信道状态信息（即通信链路状态信息）动态调整数据分配和数据重排序的方案，以此减小数据等待的时间，减少乱序和超时，提高网络中的用户体验。其中，数据分配是指对待发送数据包进行分配，确定哪些数据包通过高轨通信链路13传输，哪些数据包通过低轨通信链路14传输。而在数据发送端11连续的两包数据，分别分配给高轨路径（即高轨通信链路13）和低轨路径（即低轨通信链路14），那么低轨数据包会先到达，数据接收端12接受的两个数据包的顺序颠倒，此时需要将数据包重排序。
图5是本发明实施例提供的一种增加控制层的通信协议结构示意图，如图5所示，本实施例中在应用层和传输层中设置一层控制层，并且可以设置一个用于直接连接物理层和控制层的终端控制软件。通过控制软件从物理层中采集获取通信链路状态信息，并且传递给控制层。控制层可以上接应用层下接传输层，将上述数据分配和重排序等功能集成到控制层中，有利于减少对原有传输层和应用层的修改，减少对其他层的波及，同时能复用应用层和传输层已有的成熟的数据传输协议。在不需要同时在两条或以上链路上发送数据时，控制层可以进行透传，不影响数据传输的效率。同时，控制层可以采集的信息动态调整数据包分配方案，以此解决高低轨融合通信时，高低轨时延差较大而引起的数据等待、乱序和超时的问题。并且可以不改变高轨卫星和低轨卫星原有的链路层协议。需要说明的是，图5仅用于说明物理层和控制层之间的联系，并不表示是标准的TCP/IP四层结构图。
具体的，本实施例中，在控制层中通过上述公式（1）计算获取目标序列号，需要说明的是，上述低轨通信链路可用带宽
通过数据发送端11的物理层实时测量并上报到控制层，不同时刻低轨通信链路可用带宽可能不同，随信号质量变化而变化。最大报文长度MSS可以在数据发送端11的控制层中预先设置，根据最大报文长度MSS可以确的选取高轨的第一包数据，MSS要参考网卡的MTU减去各层的头部长度来确定和设置。高轨通信链路传输时延
由数据发送端11的物理层实时测量并上报到控制层。具体的，计算出目标序列号之后，数据接收端12每次接收到高轨数据包后，可以进一步进行动态数据调整分配，进一步减少数据等待时间，降低链路抖动带来的影响。图6是本发明实施例提供的一种进行数据包分配的具体流程示意图，如图6所示，本实施例中可以基于如下具体步骤进行数据分配：
第一步，数据发送端设置最大报文长度MSS。
第二步，数据发送端判断是否有新的数据包需要发送。
第三步，数据发送端在有新的数据包需要发送时，获取物理层测量上报的通信链路状态信息。
第四步，数据发送端根据上述公式（1）计算获得目标序列号，本实施例中，以
代表目标序列号。需要说明的是，本实施例中以发送缓存的第一组待发送数据包为例进行说明，此时当前待发送数据包序列号
为1。
第五步，数据发送端将序列号为1至
-1的待发送数据包作为低轨数据包分配给低轨通信链路。
第六步，数据发送端将序列号为
的待发送数据包作为高轨数据包分配给高轨通信链路。
第七步，数据发送端从序列号
+1开始，将后续的待发送数据包交替分配给低轨通信链路和高轨通信链路，分配的顺序是先低轨后高轨。图7是本发明实施例提供的一种数据包分配方案示意图，图7中缓存器用于缓存数据包，缓存器可以位于数据发送端的应用层或控制层，数据发送端对缓存器中的数据包进行分配。需要说明的是，高轨通信链路在首次传输时存在时延，在高低轨首包数据确定后，之后的数据就可以交替分配了，但如果当前缓存数据传输完毕，下一次在有数据需要传输时要重新计算首包数据。本实施例中，可以先基于图7所示的分配方案（即第五步到第七步的分配方案）对序列号
+1开始的待发送数据包进行分配，后续再根据数据包等待时间确定数据分配过程是否需要进行调整。
第八步，数据接收端每接收到一包高轨数据包时，在数据接收端的控制层接收的低轨数据包中查询与该高轨数据包相连的上一包数据，例如，收到的高轨数据包的序列号SN=100，查询接收的低轨数据包中是否存在SN=99的数据，存在则将序列号为99和100的数据包都上传到应用层，同时计算低轨SN=99的数据包等待高轨SN=100的数据包的等待时间T（即数据包等待时间）。
第九步，如果数据包等待时间超过最大门限值，则数据接收端通过低轨通信链路向数据发送端的控制层进行数据反馈，例如反馈数据分配调整信息。如图8所示，数据发送端在原分配方案（即第五步到第七步的分配方案）的基础上，对于序列号
+1开始的待发送数据包，将分配给高轨的数据包向后延迟一包（即数据包调整值N=1，
为目标高轨数据的序列号，即K=
）。需要说明的是，上述最大门限值可以根据实际需求预先设置和调整，也可以设置为
，在此不作具体限定。数据包调整值可以根据数据包等待时间确定，例如，设置数据包调整值
，N可以用于控制下一包高轨数据包的序列号的提前或延迟，在此不作具体限定。本实施例中，N=1，一包一包的进行数据包的调整，可以保证调整过程更稳健。当一次进行多包调整时，则可以调整得更为迅速，N的值也可以根据实际链路情况进行调整，在此不作具体限定。
第十步，如果数据包等待时间小于最小门限值，则数据接收端通过低轨通信链路向数据发送端的控制层进行数据反馈，例如反馈数据分配调整信息。如图9所示，数据发送端在原分配方案（即第五步到第七步的分配方案）的基础上，对于序列号
+1开始的待发送数据包，将分配给高轨的数据包向前提前一包（即数据包调整值N=1）。其中，上述最小门限值是最大门限值的相反数，即最小门限值
，此时可以视为高轨数据包等待低轨数据包，则低轨收到数据包的时间点减去高轨收到数据包的时间点是一个负数。需要说明的是，上述过程中，最后一包数据包对应分配给高轨还是低轨是根据实际需求确定的，在此不作为具体限定。
第十一步，如果数据包等待时间属于等待门限值范围，则数据发送端保持原有的数据分配方案（即第五步到第七步的分配方案）。如此，根据数据包等待时间进行灵活调整，有利于减少数据包等待时间。
第十二步，重复上述第八步到第十一步，直到数据发送端缓存器中缓存的本组数据包都发送完成（即本次缓存的数据发送完）。
第十三步，重复上述第二步到第十二步，直到低轨通信链路和/或高轨通信链路断开。
在一种应用场景中，可以在数据发送端缓存器中缓存的本组数据包都发送完成，且超过
的时间没有新的数据缓存，则认为本次缓存的数据都发送完。
在另一种应用场景中，在对分配给高轨通信链路的数据包的序列号进行调整的过程中，可能出现调整过于频繁的情况，而过于频繁的数据提前和数据延后的交替调整，可能在数据接收端出现数据包重复的现象，造成带宽的浪费，影响数据传输的效率。因此可以在连续收到两次相同的数据分配调整的消息后再进行调整，防止兵乓现象（即反复调整）。
具体的，本实施例中，上述多通信链路融合的卫星通信系统中没有详尽描述之处可以参照多通信链路融合的数据传输控制方法中的描述，在此不再赘述。
应理解，上述实施例中各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将上述系统的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各实例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟是以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的系统/终端设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，上述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以由另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
上述集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，上述计算机程序包括计算机程序代码，上述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。上述计算机可读介质可以包括：能够携带上述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，上述计算机可读存储介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；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，并不是相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取通信链路状态信息，其中，所述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延；
根据所述通信链路状态信息计算获取目标序列号；
根据所述当前待发送数据包序列号和所述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，其中，一个所述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在所述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与所述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，所述低轨数据包通过所述低轨通信链路传输，所述高轨数据包通过所述高轨通信链路传输；
其中，所述根据所述通信链路状态信息计算获取目标序列号，包括：
根据所述低轨通信链路可用带宽、所述最大报文长度和所述高轨通信链路传输时延计算获取目标乘积，所述目标乘积是第一商值与第二商值的乘积，所述第一商值是所述低轨通信链路可用带宽除以所述最大报文长度获得的商，所述第二商值是所述高轨通信链路传输时延除以2000获得的商；
将所述当前待发送数据包序列号和所述目标乘积相加，获得最小目标序列号；
根据所述最小目标序列号获取所述目标序列号，其中，所述目标序列号是不小于所述最小目标序列号的整数。
2.根据权利要求1所述的多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，所述获取通信链路状态信息，包括：
获取数据发送端预先设置的最大报文长度；
获取所述数据发送端在当前时刻对应的第一个待发送数据包的序列号，并作为所述当前待发送数据包序列号，其中，所述当前时刻是所述数据发送端接收到数据发送触发指令的时刻；
通过所述数据发送端采集获取所述低轨通信链路可用带宽和所述高轨通信链路传输时延。
3.根据权利要求1所述的多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，所述目标序列号是不小于所述最小目标序列号的最小整数。
4.根据权利要求1所述的多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，所述根据所述当前待发送数据包序列号和所述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制低轨通信链路和高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输，还包括：
获取数据包等待时间，其中，所述数据包等待时间是数据接收端根据前一序列号对应的低轨数据包的接收时间点与目标高轨数据包的接收时间点计算获得的等待时间，其中，所述前一序列号等于所述目标高轨数据包的序列号减1，所述目标高轨数据包是所述数据接收端接收到的任意一个高轨数据包；
根据预设的等待门限值范围和所述数据包等待时间，对序列号在所述目标高轨数据包的序列号之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制。
5.根据权利要求4所述的多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，所述根据预设的等待门限值范围和所述数据包等待时间，对序列号在所述目标高轨数据包之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，包括：
当所述数据包等待时间大于所述等待门限值范围中的最大门限值时，获取第一起始序列号，将序列号大于所述目标高轨数据包的序列号且小于所述第一起始序列号的所有待发送数据包划分为低轨数据包并传输，将从所述第一起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，所述第一起始序列号的值为K+N+1，K为所述目标高轨数据包的序列号，N为数据包调整值。
6.根据权利要求5所述的多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，所述根据预设的等待门限值范围和所述数据包等待时间，对序列号在所述目标高轨数据包之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，还包括：
当所述数据包等待时间小于所述等待门限值范围中的最小门限值时，获取第二起始序列号，将序列号大于所述目标高轨数据包的序列号且小于所述第二起始序列号的所有待发送数据包划分为高轨数据包并传输，将从所述第二起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，所述第二起始序列号的值为K+N+1。
7.根据权利要求6所述的多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，当所述数据包等待时间大于所述等待门限值范围中的最大门限值时，N为所述数据包等待时间除以所述最大门限值的商；
当所述数据包等待时间小于所述等待门限值范围中的最小门限值时，N=1。
8.根据权利要求6所述的多通信链路融合的数据传输控制方法，其特征在于，所述根据预设的等待门限值范围和所述数据包等待时间，对序列号在所述目标高轨数据包之后的所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，还包括：
当所述数据包等待时间属于所述等待门限值范围时，获取第三起始序列号，将从所述第三起始序列号开始的所有序列号所对应的待发送数据包依次交替划分为低轨数据包或高轨数据包并进行传输，其中，所述第三起始序列号的值为K+1。
9.一种多通信链路融合的卫星通信系统，其特征在于，所述卫星通信系统包括：
数据发送端、数据接收端、高轨通信链路和低轨通信链路，所述高轨通信链路与所述低轨通信链路互不干扰，所述数据发送端通过所述高轨通信链路与所述数据接收端通信连接，且所述数据发送端通过所述低轨通信链路与所述数据接收端通信连接；
所述数据发送端用于获取通信链路状态信息，根据所述通信链路状态信息计算获取目标序列号，根据当前待发送数据包序列号和所述目标序列号对所有待发送数据包进行路径分配和传输控制，控制所述低轨通信链路和所述高轨通信链路同时进行待发送数据包的传输；
其中，所述通信链路状态信息包括当前待发送数据包序列号、低轨通信链路可用带宽、最大报文长度和高轨通信链路传输时延，一个所述待发送数据包被分配为低轨数据包和高轨数据包中的一种，序列号在所述目标序列号之前的待发送数据包被分配为低轨数据包，序列号与所述目标序列号相同的待发送数据包被分配为高轨数据包，所述低轨数据包通过所述低轨通信链路传输，所述高轨数据包通过所述高轨通信链路传输；
其中，所述数据发送端还具体用于：
根据所述低轨通信链路可用带宽、所述最大报文长度和所述高轨通信链路传输时延计算获取目标乘积，所述目标乘积是第一商值与第二商值的乘积，所述第一商值是所述低轨通信链路可用带宽除以所述最大报文长度获得的商，所述第二商值是所述高轨通信链路传输时延除以2000获得的商；
将所述当前待发送数据包序列号和所述目标乘积相加，获得最小目标序列号；
根据所述最小目标序列号获取所述目标序列号，其中，所述目标序列号是不小于所述最小目标序列号的整数。
10.根据权利要求9所述的多通信链路融合的卫星通信系统，其特征在于，所述数据发送端为客户端服务器，所述数据接收端为服务端服务器；
所述高轨通信链路由依次通信连接的高轨终端、高轨卫星和高轨信关站组成；
所述低轨通信链路由依次通信连接的低轨终端、低轨卫星和低轨信关站组成。
11.根据权利要求9所述的多通信链路融合的卫星通信系统，其特征在于，所述数据发送端具体用于：
获取预先设置的最大报文长度；
获取在当前时刻对应的第一个待发送数据包的序列号，并作为所述当前待发送数据包序列号，其中，所述当前时刻是所述数据发送端接收到数据发送触发指令的时刻；
采集获取所述低轨通信链路可用带宽和所述高轨通信链路传输时延。
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