《一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法.pdf（12页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、10申请公布号CN104168053A43申请公布日20141126CN104168053A21申请号201410352926722申请日20140723H04B7/14200601H04B7/155200601H04B7/185200601H04L1/0020060171申请人华中科技大学地址430074湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号72发明人吴伟民赖静龚姗姗吴清林何绍富74专利代理机构武汉开元知识产权代理有限公司42104代理人唐正玉54发明名称一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法57摘要本发明涉及一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法，步骤如下对数据在网络层和空间数据链。
2、路层之间加上LLC封装，封装之后采用ENCAP服务的深空中继通信协议栈配置，在空间数据链路层的ENCAP服务封装成封装包，最后封装成PROXIMITY1传输帧，通过PROXIMITY1传输给不同的中继卫星；中继卫星对收到的PROXIMITY1传输帧按照PROXIMITY1协议进行解封装，再根据ENCAP服务进行解封装，取出数据域，数据域的数据为LLC帧，中继卫星通过AOS协议将数据传输给1个或者多个地面站；地面站收到各中继卫星的数据后，依次进行AOS解封装、ENCAP解封装，得到LLC帧后，通过LLC层的接收窗口根据LLC帧中的帧序号进行进行整序，还原出原始的数据。通过LLC封装的序号对数据帧。
3、进行整序，确保传输的数据文件的完整性和可恢复性。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图4页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图4页10申请公布号CN104168053ACN104168053A1/1页21一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法，其特征在于按以下步骤进行步骤一、空间探测器先对数据在网络层和空间数据链路层之间加上逻辑链路控制LLC封装，先对数据进行LLC封装之后，采用封装ENCAP服务的深空中继通信协议栈配置，LLC封装格式为头部为LLC序号、数据域为上层数据包、差错控制域为CRC；步骤二、LLC封装好之后成LLC帧再经过空间探测器。
4、的空间数据链路层的ENCAP服务封装成封装包，最后封装成PROXIMITY1传输帧，通过近距空间数据链路协议PROXIMITY1传输给不同的中继卫星；步骤三、中继卫星对收到的PROXIMITY1传输帧按照PROXIMITY1协议进行解封装，再根据ENCAP服务进行解封装，取出数据域，数据域的数据为LLC帧，中继卫星通过高级在轨系统AOS协议将数据传输给1个或者多个地面站；步骤四、地面站收到各中继卫星的数据后，依次进行AOS解封装、ENCAP解封装，得到LLC帧后，通过LLC层的接收窗口根据LLC帧中的帧序号进行进行整序，还原出原始的数据。2根据权利要求1所述的基于多中继传输条件下的LLC整序处。
5、理方法，其特征在于LLC序号长度为32比特。3根据权利要求1所述的基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法，其特征在于差错控制域长度为32比特。4根据权利要求1所述的基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法，其特征在于所述的步骤二的封装包格式为现有ENCAP服务的封装包头和被封装的数据字段，只是在现有ENCAP服务的封装包头中的用户自定义域中填充用来识别LLC帧的数据字段。5根据权利要求1所述的基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法，其特征在于所述步骤四的接收窗口的大小和LLC帧序号的比特数有关，若LLC帧序号的为N比特，则接收窗口小于等于2N。权利要求书CN104168053A1/6页3一。
6、种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法技术领域0001本发明涉及一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法。背景技术0002缩略语和关键术语定义0003AOSADVANCEDORBITINGSYSTEMS高级在轨系统0004CCSDSCONSULTATIVECOMMITTEEFORSPACEDATASYSTEMS0005国际空间数据系统咨询委员会00060007如图1所示，CCSDS借鉴开放系统互连参考模型的分层思想，提出了一系列位于不同协议层的空间通信协议。CCSDS协议体系模型如图1所示。CCSDS协议体系结构自下而上包括物理层、数据链路层、网络层、运输层和应用层。其中，每一层又包括。
7、若干个协议。链路层协议主要有遥测TM空间数据链路协议、遥控TC空间数据链路协议、高级在轨系统AOS空间数据链路协议和近距空间数据链路协议PROXIMITY1。0008由于星体自传和公转的影响，空间探测器与地面站的通信链路是间断连接的。此外，由于深空通信中长时延、高误码的特点，空间探测器和地面站的点对点通信效率不高。针对这些问题，提出了中继卫星的构想。0009如图2所示，上图为现有深空中继通信协议栈配置，空间探测器产生的数据经传输层和网络层封装后传输到空间数据链路层，封装成PROXIMITY1传输帧，发送给各中继卫星，中继卫星对接收到的数据进行解封装后提取出原始数据，再封装成AOS协议帧转发给地。
8、面站。0010但是由于在空间数据链路协议中传输的数据单元需要有CCSDS授权的包版本号PVN，为了使未授权PVN的数据单元可以在空间数据链路中传输，引入ENCAP服务，ENCAP服务意图提供一种机制使得没有授权PVN的数据单元能够在空间链路中传输。加入了ENCAP服务的协议栈如下图3所示。0011如图3所示，上图为基于ENCAP服务的深空中继通信协议栈配置，空间探测器产生的数据经传输层和网络层封装后传输到空间数据链路层，空间数据链路层的ENACP服务先将其封装成封装包，再将封装包封装为PROXIMITY1协议帧，然后发送给中继卫星，中继卫星对接收到的数据进行解封装后提取出原始数据，再封装成AO。
9、S协议帧转发给地面站。说明书CN104168053A2/6页40012图4是ENCAP服务的概念模型，数据链路层的ENCAP服务将未取得授权PVN的协议数据单元A和B封装成空间包或者封装包在现有的封装服务的应用场景中主要应用的是封装成封装包，本文下面也将以封装包进行阐述，然后通过空间数据链路协议进行传输。0013封装包结构如表1所示，0014表1封装包结构00150016表2封装包头部00170018封装包头部如表2所示，封装包头部由包版本号、协议标识符、包长的长度、用户自定义域、协议标识符扩展、CCSDS定义域及包长度顺序排列组成，具体结构及取值如表2所示。0019包版本号指示传输的数据包是。
10、空间数据包或者封装包0020001表示传输的数据是空间包；0021111表示传输的是CCSDS封装包；0022协议标识符3比特指示被封装的数据包使用的协议类型0023000指示被封装数据包为空包；0024110指示增加协议标识附扩展字段4比特来指示被封装数据包的协议类型；0025111指示被封装数据包使用的协议类型是用户自定义协议类型，且需要增加用户自定义域字段4比特；0026其他字段的定义参考CCSDS1331B2。0027如果如图2所示，在协议栈中传输的是空间包，经过多中继传输，在地面站汇聚时，可根据空间包包头的序号字段进行整序，按序将数据向上层传输。0028如果在协议栈的网络层使用的是其。
11、他网络层协议，即应用的是如图3所示的基于ENCAP服务的协议栈。如在网络层使用IP协议，即在协议栈中传输的是IP包，IP包格式中没有可用于在地面站进行汇聚整序的序号字段。因此在多中继卫星的场景下，在地面站汇聚数据的时候对无法对来自多个中继卫星的数据进行整序，如下图5所示。0029空间探测器将数据通过PROXIMITY1协议分发多个中继卫星，中继卫星将接收到说明书CN104168053A3/6页5的数据通过AOS协议传输到地面站，由于各中继卫星各自封装自己的AOS数据帧，因此打乱了数据的实际顺序。在地面站汇聚数据的时候，只有AOS帧的序号，只能按照AOS帧的序号进行整序，而从各中继卫星接收数据的。
12、先后顺序无法知道，则导致数据在地面站汇聚的时候不能恢复出原始数据。发明内容0030本发明的目的为了克服上述现有技术存在的问题，而提供一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法，针对基于ENCAP服务的多中继卫星网络架构的场景，提出在协议栈中加入LLC封装，空间探测器先对数据进行LLC封装，然后再将数据通过多个中继卫星透明传输到地面站，数据在地面站汇聚的时候首先实现LLC整序，恢复出原始的数据。0031本发明的技术方案为0032一种基于多中继传输条件下的LLC整序处理方法，其特征在于按以下步骤进行0033步骤一、空间探测器先对数据在网络层和空间数据链路层之间加上逻辑链路控制LLC封装，先对数据。
13、进行LLC封装之后，采用封装ENCAP服务的深空中继通信协议栈配置，LLC封装格式为头部为LLC序号、数据域为上层数据包、差错控制域为CRC；0034步骤二、LLC封装好之后成LLC帧再经过空间探测器的空间数据链路层的ENCAP服务封装成封装包，最后封装成PROXIMITY1传输帧，通过近距空间数据链路协议PROXIMITY1传输给不同的中继卫星；0035步骤三、中继卫星对收到的PROXIMITY1传输帧按照PROXIMITY1协议进行解封装，再根据ENCAP服务进行解封装，取出数据域，数据域的数据为LLC帧，中继卫星通过高级在轨系统AOS协议将数据传输给1个或者多个地面站；0036步骤四、地。
14、面站收到各中继卫星的数据后，依次进行AOS解封装、ENCAP解封装，得到LLC帧后，通过LLC层的接收窗口根据LLC帧中的帧序号进行整序，还原出原始的数据。0037LLC序号长度为32比特。LLC封装的LLC序号，主要用于整序。0038数据域填充来自上层数据包。0039差错控制域长度为32比特。用于对整个LLC帧进行CRC检测，该字段为可选字段，若该字段存在，CRC的位数位数决定了漏检率，位数越多漏检率越低可根据应用需要进行适当的扩展。0040所述的步骤二的封装包格式为现有ENCAP服务的封装包头和被封装的数据字段，只是在现有ENCAP服务的封装包头中的用户自定义域中填充用来识别LLC帧的数据。
15、字段。0041所述步骤四的接收窗口的大小和LLC帧序号的比特数有关，若LLC帧序号的为N比特，则接收窗口小于等于2N。0042本发明有益效果1、不修改ENCAP服务标准协议的基础上，增加LLC封装，通过多条中继卫星链路的传输数据提高了吞吐量；2、通过LLC封装的序号对数据帧进行整序，确保了传输的数据文件的完整性和可恢复性；3、基于LLC帧序号以及重传机制，在链路失效或者切换中继卫星时能确保数据的完整发送。附图说明0043图1为现有CCSDS空间通信协议体系结构图。说明书CN104168053A4/6页60044图2为现有的深空中继通信协议栈配置图。0045图3为现有的基于ENCAP服务的深空中。
16、继通信协议栈配置图。0046图4为现有ENCAP服务概念模型示意图。0047图5为现有多中继数据传输过程图。0048图6为本发明增加LLC之后的基于ENCAP服务的深空中继通信协议栈配置图。0049图7为本发明的多中继数据传输过程图。0050图8为本发明的当其中一条链路失效时的多中继数据传输过程图。具体实施方式0051结合附图对本发明作进一步的描述。0052如图6所示，增加了LLC封装之后的采用ENCAP服务的深空中继通信协议栈配置。在网络层和空间数据链路层之间加上LLC封装，封装格式如表30053表3为LLC封装格式0054头部数据域差错控制域LLC序号上层数据包CRC可选0055LLC序号。
17、长度为32比特LLC封装的序号，主要用于整序；0056数据域填充来自上层数据包；0057差错控制域长度为32比特用于对整个LLC帧进行CRC检测，该字段为可选字段，若该字段存在，CRC的位数可根据应用需要进行适当的扩展；0058LLC封装好之后成LLC帧再经过空间探测器的空间数据链路层的ENCAP服务封装成封装包，最后封装成PROXIMITY1传输帧，通过近距空间数据链路协议PROXIMITY1传输给不同的中继卫星；中继卫星通过AOS协议将数据传输给1个或者多个地面站；0059地面站收到各中继卫星的数据后，依次进行AOS解封装、ENCAP解封装，得到LLC帧后，通过LLC层的接收窗口接收窗口的。
18、大小和LLC帧序号的比特数有关，若LLC帧序号的为N比特，则接收窗口小于等于2N根据LLC帧中的帧序号进行进行整序，还原出原始的数据。0060针对LLC帧的ENCAP服务封装包格式0061如图6所示，在空间数据链路层上增加了LLC封装，因此需要在数据链层的ENCAP服务中定义LLC数据类型，即是需要在ENCAP服务中识别自定义数据类型。0062仍然使用现有ENCAP服务的封装包格式，如表1所示的封装包格式，封装包头格式没有变化，只是应用了封装包头中的用户自定义域，用来识别LLC协议，如下表4所示0063表4封装包头数据域字段为LLC帧0064说明书CN104168053A5/6页70065包版。
19、本号3比特赋值为111，指示当前的包为封装包；0066协议标识符字段3比特赋值为111，指示当前封装的数据包是自定义的数据包；0067包长的长度字段2比特该字段两个取值10和11，根据被封装的数据包的长度自适应的进行选择。当该字段选定之后包长度字段即确定了；0068用户自定义域字段4比特在115之间取一个值只要不和其他已经定义过的值重合即可，指示在该封装包的数据字段填充的是LLC帧；0069协议标识扩展字段4比特赋值0000，在这里没有其他的意义，为了使得封装包头字节对齐。0070实施例一00711、以空间探测器同时与3个中继卫星处理连接状态为例，如图7所示0072空间探测器0073对上层数据。
20、进行LLC封装，LLC帧内都分别有各自的LLC帧序号；0074空间探测器根据各个中继卫星的路由能力，将LLC帧通过ENCAP服务封装成封装包，最后封装成PROXIMITY1传输帧发送给不同的中继卫星，封装PROXIMITY1传输帧时，发送给各中继卫星的PROXIMITY1传输帧的序号都是从0开始计数。如图4所示空间探测器发送给中继卫星1的数据的LLC序号为0、1、2、3，封装成PROXIMITY1传输帧的序号是0、1、2、3、，发送给中继卫星2的LLC序号是4、5、，封装成PROXIMITY1传输帧的序号是0、1、2、；0075中继卫星0076各中继卫星对收到的PROXIMITY1传输帧按照P。
21、ROXIMITY1协议进行解封装，再根据ENCAP服务进行解封装，取出数据域，数据域的数据为LLC帧，即LLC封装对于中继卫星侧而言是透明的即在中继卫星没有关于LLC封装或者解封装的操作；0077各中继卫星分别将各自的LLC帧先经过ENCAP服务后，最后封装成AOS传输帧，发送到地面站；0078地面站0079对收到的AOS传输帧进行解封装以及ENCAP解封装，取出LLC帧向上提交；0080在LLC层的接收窗口接收窗口的大小和LLC帧序号的比特数有关，若LLC帧序号的为N比特，则接收窗口小于等于2N根据LLC帧的帧序号对数据帧进行整序，然后按序向上提交。0081当空间探测器与某颗中继卫星之间的链。
22、路失效时，可触发空间探测器侧的LLC重传，通过其他链路空间探测器和其他中继卫星间的链路重新发送传输失败的LLC数据帧，如下图8所示说明书CN104168053A6/6页80082空间探测器同时和3颗中继卫星处于连接状态，空间探测器根据3条链路的情况进行数据的分发。如图8所示空间探测器和中继卫星1之间的链路在发送完1号包之后失效，2号包以及其后面传输给中继卫星1的数据都传输失败。此时，则触发LLC层的重传机制，将传输失败的数据包2号以及后面的失败的数据包，重新发送给中继卫星2此处指示作为说明，具体将之前失效链路上的数据包传输给那颗中继卫星应根据链路情况进行选择，确保了数据的完整发送。说明书CN104168053A1/4页9图1图2说明书附图CN104168053A2/4页10图3图4说明书附图CN104168053A103/4页11图5图6说明书附图CN104168053A114/4页12图7图8说明书附图CN104168053A12。