[发明专利]一种基于IP+over+CCSDS+AOS标准的通信装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及高级在轨系统技术领域，具体来说是一种基于IP+over+CCSDS+AOS标准的通信装置及方法。

背景技术

高级在轨系统(AOS：Advanced Orbiting System)是将空间飞行器上各种应用数据按照CCSDS标准进行处理，其调度部分的设计是基于时分复用原理，按固定优先级固定速率对各个虚拟信道数据进行复接。但随着世界各国航天技术的飞速发展，空间通信模式也不断的发展变革，建立天地一体化的互联网络，实现任意时刻、任意两点之间的端到端通信，是空间数据发展的必然趋势。在诸多地面网络系统的数据通信协议中，使用最多的就是TCP/IP协议簇。但是由于太空数据传输的特殊性，在太空中组建通信网络，并实现地面网络与太空网络之间数据的交换过程中，太空中数据传输需要采用另外的协议，实现天地网络互通就需要采用协议转换的方式。

CCSDS根据空间互联网趋势，于2010年4月，提出了IP OVER CCSDS标准草稿推荐书，并于2012年9月推出了标准建议书。IP over CCSDS AOS的概念是在空间链路层AOS协议上实现IP数据报的传递，IP over CCSDS AOS协议将使空间和地面采用一致的网络协议，可以实现天基网络和地基网络的无缝连接。

要实现IP over CCSDS AOS数据传输，其核心是在AOS协议上实现IP数据包的传递，目前没有发现类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决IP数据包在AOS链路上的传输问题，本发明提供了一种基于IPover CCSDS AOS标准的通信方法和装置，解决了CCSDS AOS协议中传输IP数据的问题，使飞行器在轨运行期间能够将IP数据实时可靠的传回地面。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于IP+over+CCSDS+AOS标准的通信装置，包括：

IP数据输入接口，用于输入对协议控制器的IP数据进行信号整形及电平转换；

FPGA程序存储器，用于储存协议控制器运行的程序；

晶体振荡器与协议控制器连接，用于产生供协议控制器工作的时钟信号；

输出接口，用于对协议控制器输出的数据进行电平转换并输出；

遥测输出模块，用于对协议控制器输出的遥测数据进行电平转换；

电源模块，用于为通信装置中的各个模块提供电源；

协议控制器，用于缓存不同网络终端通过IP数据输入接口输入的IP数据，将缓存的IP数据进行IP+over+CCSDS+AOS协议处理，并按照预设优先级将按照协议处理好的数据帧发送给输出接口。

在本发明的一些具体实施方式中，所述的协议控制器对接空间飞行器上的多个网络终端，多个网络终端的IP数据按照IP数据的源IP地址区间和预设的虚拟信道一一对应区分，对应进行动态调度。

在本发明的一些具体实施方式中，所述的协议控制器按照预设的源IP地址区间对不同网络终端、不同数据速率的IP数据进行区分，并按照IP+over+CCSDS+AOS协议进行复接和封装处理生成数据块，协议控制器按照优先级输出数据。

在本发明的一些具体实施方式中，所述的协议控制器支持六个AOS虚拟信道，协议控制器将不同的虚拟信道的数据复接为一路数据。

在本发明的一些具体实施方式中，在协议控制器对接空间飞行器的多个网络终端时，当无数据请求时传输填充帧。

本发明还提供一种基于IP+over+CCSDS+AOS标准的通信方法，，所述的通信方法包括以下步骤：

S1.建立默认IP地址与VCID配置表；

S2.IP数据从输入接口送入协议控制器；

S3.协议控制器将IP数据及相关信息存入FPGA共享缓存中；

S4.协议控制器根据IP地址与VCID配置表对共享缓存中的数据进行IP OVER CCSDS AOS协议处理；

S5.将经过IP OVER CCSDS AOS协议处理后的数据进行编码、随机化处理后通过输出接口输出。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：