[发明专利]DCS系统卫星链路下行数据确认帧传输方法

说明书

1技术领域

本发明设计到卫星通信领域，涉及在多终端卫星数据采集系统（DCS）卫星数据采集系统。

2背景技术

卫星通信中的数据采集系统（DCS）是一种通过远端数据采集平台采集数据或是对数据采集平台进行定位的系统。它采用了航天中的遥测、遥控和遥监等技术，将远端数据采集平台采集的各种监测量经过卫星实时或存储转发后传输到地面接收处理中心，最后由数据处理中心将数据交付给用户使用。虽然几百个乃至几千个数据采集平台在地理位置上是分散的，但通过DCS系统它们被有机地联系在一起，共同协作完成某一监测任务。数据采集平台大多被设计为自动完成数据的采集、发送，而无需人工值守，因此数据采集平台的分布地域广阔，不受环境、地理条件的限制，特别适合安装在人烟稀少或环境恶劣地区，进行野外工作。

但由于DCS中的卫星处理能力有限，其下行速率较低，对有大量DCS终端的系统下行确认帧按照传统一次接收一次确认的方法传输确认信息，大量占用信道资源，这大大限制了单位时间对地面DCP接收数据确认的数量，其通信质量也容易受到信道条件的影响，发生拥塞、丢包重传等现象，所以必须针对其确认信息特侦进行分析，设计适合多终端DCS的数据确认帧格式以及相应的确认方法，进而对DCS数据确认过程进行优化。

对于帧格式的设计，通常需要考虑帧序列号、确认号、头长度、标志位、目的标示（ID）、保留域和校验位等，由于DCS下行链路传输速率小，但其DCP数量众多，在DCS中应尽量在保证下行确认功能完备的基础上设计较短的帧，降低确认帧平均发送时间。

传统确认方法是对地面DCP数据进行依次确认，随着DCP数量的变大，确认时间也呈线性增加，DCS卫星过顶时间大约是20分钟，这限制了地面DCP的数量。针对DCS特点，采用新的下行链路确认方式，降低确认时间。首先设计群确认方案，由于卫星波束覆盖范围大，适合用组播进行群传播传输，对需要确认的DCP信息进行存储，分组确认，设计组播通信模式可以提高一次传输确认信息的DCP。其次设计进一步压缩帧长度的，变长压缩优化技术，压缩优化的方法种类繁多，这里利用DCP ID的信息冗余，能使用一定的编码压缩方法将下行帧进行压缩，减少每一帧传输占用的信道资源。

3发明内容

本发明设计了一种可变长下行链路确认帧变长编码结构，由业务标示、变长编码方式标示、可变长的DCP标示（ID）位和数据信息字标示组成。

本发明实施提供了一种下行链路确认帧传输方法，能对DCP数据的确认过程进行分组管理，组播、单播结合，提高传输效率，实现简单。

本发明实施提供一种由比特压缩、幅度编码、变长压缩编码三种方法联合的下行链路确认帧压缩优化方法，压缩下行链路确认帧长度。

4附图说明

图1为本发明设计的可变长下行数据确认帧格式；

图2为本发明实现DCS下行数据确认帧传输方案示意图。

5具体实施方式

A.下行数据确认帧格式设计

本发明设计了一种可变长下行链路确认帧格式，设计业务标示位标示的含义，设计可变长ID标示位长度以及数据信息字表示位的含义。

本发明提出了一种可变长帧结构，一个dcs系统dcp数量m个，则卫星ID标示需要位。如图1下行链路确认帧结构所示，包括2比特业务标示，2比特变长编码方式标示，0～比特可变长度卫星ID标示和4比特的数据信息字。假设m为60000个，则可变长度卫星ID标示位为16位。

业务标志位用于标示单播、广播、组播方式，如最高两位为11，表示后面地址为组播地址；为00，后面的地址为单播地址；为01，所发消息即为广播确认消息等。借鉴IP子网掩码的方式，通过群确认或群查询的方式，提高确认或查询的速率。

比特变长编码方式标示用于指定对于DCP ID的压缩方法，如果标示为00：去掉ID右边0，标示为01去掉ID左边的0，标示为10去掉ID右边的1，标示为11去掉标示左边的1。

卫星ID标示设计为可变长类型，通过设计的编码优化方法，能够将卫星ID标示的长度压缩在0～16比特之间，这样就将下行链路确认帧的长度压缩。

数据信息字设置为4位，表示卫星对DCP的指令，如0111表示接收完毕，0110表示重传，0101表示同意接入，0110表示拒绝接入，0100表示非紧急业务发送完当前数据后停止接入，0101表示如有空闲信道非紧急业务可以接入，0010表示发送自身状态信息给卫星，最高位为保留位，可用于询问DCP，1001表示要求向卫星发送信息。

B.下行数据确认帧高速传输方案