CN115037356A - 一种用于北斗三号rdss链路的数据分包方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法及系统，方法包括：采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；统计所述各个数据包的包周期计数；根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。本发明能够提高数据的信道适应性能力，并且降低北斗卫星信道速率变换对包传输控制的影响，从而保证数据率增加时整体降低包传输频率，数据率减少时整体加快包传输频率，可广泛应用于通信技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其是一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法及系统。
背景技术
北斗RDSS服务具有全空域、大范围和全天侯的通信能力，目前北斗设备已逐渐在航空领域得到应用。试验证明，北斗RDSS通信链路在远洋、山区等地区比传统的通信链路具有更好的适应性和更高的通信成功率。相比卫星通信，北斗短报文具有自身独特的特点，北斗终端锁星速度快，天线有效俯仰角范围大，收发成功率高，且经过多年市场检验，技术成熟度高。在RDSS短报文通信容量方面，北斗三号相比北斗二号有了巨大的提升，为语言图像的传输提供了保障。
但是目前数据包的发送也存在一个问题：由于图像和语音等数据包较大，需要分包传输，而大量的数据包发送与接收，针对卫星分包数据静态分配无法满足北斗三号不同信道速率不同包源速率等问题，数据率增加时整体降低包传输效率。
在实际应用中，一般按照数据重要程度划分等级，保证优先传输用户关心的数据包。目前多个卫星型号将数据包的传输周期作为传输优先级的依据，即传输周期短的数据包优先组帧下传。这种方法理论上能够静态计算每种信源包的传输频率，统计信道上数据包传输负荷能力，并且在工程上较为简单易于实现。但是这种静态分配数据包的速率并不能很好地满足航天器型号在各个工况下的不同信道码速率和不同的灵活性需求，同时也不满足传输可靠性需求。同时，卫星分包数据静态分配无法满足不同信道速率不同包源速率的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法及系统，以提高数据的信道适应性能力，并且降低北斗卫星信道速率变换对包传输控制的影响，从而保证数据率增加时整体降低包传输频率，数据率减少时整体加快包传输频率。
本发明的一方面提供了一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法，包括：
采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；
统计所述各个数据包的包周期计数；
根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；
根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；
按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。
可选地，所述数据包具有以下属性：
包识别属性，用于表征数据包的应用过程识别符号；
包下行准标志，用于表征数据包准许下行；
包下行禁标志，用于表征数据包禁止下行；
包传输周期，用于表征数据包的生成周期，其中，所述数据包的生成周期与传送帧下传周期关联；
包周期计数，用于统计各个周期生成数据包的情况；
包采集标志，用于表征各个数据包的可采集状态。
可选地，所述包基本传输周期与信道传输容量成正比例关系。
可选地，所述根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数，包括：
计算所述包周期计数与所述包基本传输周期之间的比值，将该比值作为所述各个数据包的包到期迫切系数。
可选地，所述方法还包括：
当所述包到期迫切系数大于1时，判定所述包到期迫切系数对应的数据包超过设定的传输周期，出现延迟发送状况；
当所述包到期迫切系数小于1时，判定所述包到期迫切系数对应的数据包还未到设定的传输周期。
本发明的另一方面还提供了一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包系统，包括：
数据采集端，用于采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；统计所述各个数据包的包周期计数；根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发；
北斗三号卫星，用于实现数据采集端与数据接收端之间数据通信；
数据接收端，用于从所述北斗三号卫星接收所述数据采集端发送的数据包。
本发明实施例的另一方面还提供了一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包装置，包括：
第一模块，用于采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；
第二模块，用于统计所述各个数据包的包周期计数；
第三模块，用于根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；
第四模块，用于根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；
第五模块，用于按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。
本发明实施例的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前面所述的方法。
本发明的实施例采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；统计所述各个数据包的包周期计数；根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。本发明能够提高数据的信道适应性能力，并且降低北斗卫星信道速率变换对包传输控制的影响，从而保证数据率增加时整体降低包传输频率，数据率减少时整体加快包传输频率。
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，对于本领域普通技术人员来讲，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为本发明实施例提供的整体步骤流程图；
图2为本发明实施例提供的静态分配的流程图和自适应动态分配过程的流程图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请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申请，并不用于限定本申请。
针对现有技术存在的问题，本发明研究了自适应信道速率的动态分包算法，将包传输的控制参数由绝对参数优化为相对参数，从而提高数据的信道适应性能力。通过数据包动态分配策略来降低北斗卫星信道速率变换对包传输控制的影响，此外通过调节数据包传输比例系数来提高数据率变化对信道传输的适应能力，从而保证数据率增加时整体降低包传输频率，数据率减少时整体加快包传输频率。
具体地，本发明实施例提供了一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法，如图1所示，具体包括以下步骤：
采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；
统计所述各个数据包的包周期计数；
根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；
根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；
按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。
可选地，所述数据包具有以下属性：
包识别属性，用于表征数据包的应用过程识别符号；
包下行准标志，用于表征数据包准许下行；
包下行禁标志，用于表征数据包禁止下行；
包传输周期，用于表征数据包的生成周期，其中，所述数据包的生成周期与传送帧下传周期关联；
包周期计数，用于统计各个周期生成数据包的情况；
包采集标志，用于表征各个数据包的可采集状态。
可选地，所述包基本传输周期与信道传输容量成正比例关系。
可选地，所述根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数，包括：
计算所述包周期计数与所述包基本传输周期之间的比值，将该比值作为所述各个数据包的包到期迫切系数。
可选地，所述方法还包括：
当所述包到期迫切系数大于1时，判定所述包到期迫切系数对应的数据包超过设定的传输周期，出现延迟发送状况；
当所述包到期迫切系数小于1时，判定所述包到期迫切系数对应的数据包还未到设定的传输周期。
本发明的另一方面还提供了一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包系统，包括：
数据采集端，用于采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；统计所述各个数据包的包周期计数；根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发；
北斗三号卫星，用于实现数据采集端与数据接收端之间数据通信；
数据接收端，用于从所述北斗三号卫星接收所述数据采集端发送的数据包。
本发明实施例的另一方面还提供了一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包装置，包括：
第一模块，用于采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；
第二模块，用于统计所述各个数据包的包周期计数；
第三模块，用于根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；
第四模块，用于根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；
第五模块，用于按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。
本发明实施例的另一方面还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如前面所述的方法。
本发明实施例的另一方面还提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前面所述的方法。
下面结合说明书附图，对本发明的具体实现原理进行详细说明：
本发明参考传统静态数据分包的思想，利用设置数据包的基本传输周期参数，以实现数据包基本传输周期和频次，另外还需要数据包周期计数变量实现每个数据包的动态节拍周期计数，以完成下传基本周期的比较判断。每个数据包均具有以下几个属性：包识别、包下行准/禁标志、包传输周期P、包周期计数C、包采集标志。
其中，包识别：包含应用过程识别符与数据包一一对应，具有唯一性。
下行准禁状态：“准”表示准许该数据包下行，“禁”表示禁止该数据包下行。
包生成周期P：下标1表示包的生成周期为1×传送帧下传周期，下标2表示包的生成周期为2×传送帧下传周期。
包周期计数：若当前周期生成该数据包，则Cm清零；若未生成，则Cm<——Cm+1。
包采集标志：表示该包是否可以进行采集；当包下传后，可以进行采集则设置为1。动态分包算法的优势就是要求数据包能够面向用户动态适应信道可以在信道传输中对包进行弹性流量控制。为适应信道传输速率变化，通过改进数据包基本传输周期P的定义，将包基本传输周期P设计为相互之间成比例的关系，而不是真正意义上的时间周期。当信道容量富裕时，则整体数据包同比例加快；信道容量不足时，则整体同比例减慢。例如静态分配时传输的包周期分别为1s、2s、16s，此时满足信道传输要求，那么如果信道容量增加1倍，则实际传输的包周期为0.5s、1s、8s；
如果信道容量降低50％，则实际传输的包周期为2s、4s、32s，这里的1s、2s、16s只是在信道传输中包出现的相互比例关系。
本发明的静态分配流程和动态分配流程如图2所示，其中，在包采集过程中，本实施例这里是对用户段端采集的数据，包括文字，语音或者是图像进行采集。但是图像和语音等数据包较大，需要分包传输，而大量的数据包发送与接收。所以组帧涉及问题为针对卫星分包数据静态分配无法满足北斗三号不同信道速率不同包源速率(卡的等级不一样，同时会升降级发生变化)等问题，数据率增加时整体降低包传输效率，需要进行分包，以及增加相关冗余信息。
当静态分配的包基本周期P重新定义成相互之间的比例关系后，这就与具体的传输信道容量无关了，而事实上在卫星信道上传输的包的频次周期是相互之间进行比例控制调节的。为了实现包传输的比例关系，利用包周期计数C与包基本周期P的比值作为每个包到期迫切系数X，X＝C/P,若X>1,则表示该包超过设定周期而延迟发送了；若X<1,则表示该包还未到基本传输周期；通过排序各个包的比例系数Xi,给出当前各包发送紧急程度.这种基于包迫切程度动态排序策略,实现了在不同信道速率下的自适应传输调度。
综上所述，本发明在卫星分包数据静态分配适应单一传输信道的方案基础上，提出了一种自适应信道速率的动态分包算法，将包传输的控制参数由绝对参数优化为相对参数，从而提高不同信道速率不同包源速率下的包传输适应性能力。该算法通过将数据包周期计数与数据包静态分配的传输周期的比值作为数据包传输等待迫切比例系数，用相对的传输迫切比例系数值对全部数据包进行排序。通过这种数据包调度策略解决了北斗卫星信道速率变换对包传输控制的影响，此外通过调节数据包传输比例系数也能很好地解决数据包数据率变化对信道传输的适应能力的影响，如数据率增加时整体降低包传输频率，数据率减少时整体加快包传输频率。
本发明能够提高分包数据的信道适应性能力。本发明可以保证数据率增加时整体降低包传输频率，数据率减少时整体加快包传输频率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法，其特征在于，包括：
采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；
统计所述各个数据包的包周期计数；
根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；
根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；
按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。
2.根据权利要求1所述的一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法，其特征在于，所述数据包具有以下属性：
包识别属性，用于表征数据包的应用过程识别符号；
包下行准标志，用于表征数据包准许下行；
包下行禁标志，用于表征数据包禁止下行；
包传输周期，用于表征数据包的生成周期，其中，所述数据包的生成周期与传送帧下传周期关联；
包周期计数，用于统计各个周期生成数据包的情况；
包采集标志，用于表征各个数据包的可采集状态。
3.根据权利要求1所述的一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法，其特征在于，所述包基本传输周期与信道传输容量成正比例关系。
4.根据权利要求1所述的一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法，其特征在于，所述根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数，包括：
计算所述包周期计数与所述包基本传输周期之间的比值，将该比值作为所述各个数据包的包到期迫切系数。
5.根据权利要求1所述的一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述包到期迫切系数大于1时，判定所述包到期迫切系数对应的数据包超过设定的传输周期，出现延迟发送状况；
当所述包到期迫切系数小于1时，判定所述包到期迫切系数对应的数据包还未到设定的传输周期。
6.一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包系统，其特征在于，包括：
数据采集端，用于采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；统计所述各个数据包的包周期计数；根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发；
北斗三号卫星，用于实现数据采集端与数据接收端之间数据通信；
数据接收端，用于从所述北斗三号卫星接收所述数据采集端发送的数据包。
7.一种用于北斗三号RDSS链路的数据分包装置，其特征在于，包括：
第一模块，用于采集待发送的各个数据包，并确定各个数据包的包基本传输周期；
第二模块，用于统计所述各个数据包的包周期计数；
第三模块，用于根据所述包基本传输周期和所述包周期计数，确定所述各个数据包的包到期迫切系数；
第四模块，用于根据各个数据包的所述包到期迫切系数，对各个数据包进行动态排序，得到数据包的发送次序；
第五模块，用于按照所述数据包的发送次序，依次将各个数据包进行组帧后通过北斗三号RDSS链路进行数据分发。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器用于存储程序；
所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的方法。
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Application publication date: 20220909 Assignee: GUANGZHOU PANGU INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd. Assignor: SUN YAT-SEN University Contract record no.: X2022440000227 Denomination of invention: A Data Subcontracting Method and System for Beidou-3 RDSS Link License type: Common License Record date: 20221012 |
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