时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法

摘要

本发明公开了一种时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，包括如下步骤：步骤一、每颗卫星按照数据优先级调整遥控指令同步改为同一优先级策略；步骤二、将卫星中待发送数据的数据优先级PRI与数据类型Type进行映射，步骤三、将卫星中的待发送数据关联序号戳TypeIndex并按照数据类型Type及目的采用循环缓存方式分类存储；步骤四、根据数据的优先级和先后时序发送数据。增强卫星对数据优先级修改任务响应的速度及星座各卫星执行的同步性；减少数据优先级调整代码实现难度；减少数据检索时对计算资源占用，且采用循环缓存方式无需对数据进行频繁移动。

权利要求

1.时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、当第一卫星入境时，测控地面站向第一卫星注入数据优先级调整遥控指令，并通过第一卫星向星座中所有卫星进行广播播发数据优先级调整遥控指令，所述数据优先级调整遥控指令为延时执行方式并具有时间戳信息，到达时间戳时刻时，每颗卫星按照数据优先级调整遥控指令同步改为同一优先级策略；

步骤二、将卫星中待发送数据的数据优先级PRI与数据类型Type进行映射，得到映射数组DataType[n]，从而标明待发送数据的数据类型Type所对应的优先级PRI，n为待发送数据的数据类型Type个数；

步骤三、将卫星中的待发送数据关联序号戳TypeIndex并按照数据类型Type及目的采用循环缓存方式分类存储；

步骤四、卫星在进行数据发送时，根据步骤一中的数据优先级调整遥控指令获取待发送数据的数据优先级PRI，将用于大小比较的序号戳TypeIndexTemp设置为最大值，并按照数据优先级检索排序函数获取数据优先级PRI对应的数据类型Type，然后按照步骤三中的循环缓存，由目标卫星序号DCID＝1，即1号卫星开始检索循环缓存，按照数据传输路由策略及循环缓存状态信息判断是否有数据需要发送；

如检索完毕所有循环缓存后无数据需发送则将数据优先级PRI减1重新检索；如有数据需发送则读取循环缓存当前位置数据的序号戳TypeIndex，判断是否小于TypeIndexTemp，若TypeIndex>TypeIndexTemp则将卫星号加1，读取下一卫星数据的序号戳TypeIndex并判断；若TypeIndex

2.如权利要求1所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤一中，通过地面仿真确保时间戳时刻前，数据优先级调整遥控指令广播完毕，且能够在时间戳时刻之前在星座中采用广播方式发送至星座中每颗卫星。

3.如权利要求1所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤二中，待发送数据的数据优先级PRI与数据类型Type进行映射后得到映射数组DataType[n]，其中n为实际待发送数据的数据类型Type个数，n的取值范围为0-n-1，数组元素值DataType[i]即代表数据类型i所对应优先级。

4.如权利要求3所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤四中，数据优先级检索排序函数包括如下步骤，

1)、函数入口处获取待发送数据的数据优先级PRI，映射数组DataType[n]检索位置index置为0；

2)、采用循环方式开始检索，判断数据优先级PRI是否等于当前检索位置的数组元素值DataType[index]；

3)、若不等于则将检索位置加一后重新判断，直至数据优先级PRI等于数组元素值DataType[index]，或检索完毕；当数据优先级PRI等于数组元素值DataType[index]时，即得到数据优先级PRI对应的在检索位置index处的数据类型Type。

5.如权利要求3所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤二中，通过数据优先级更改指令能够更改映射数组DataType[n]中各元素值，从而实现修改数据类型Type所对应的数据优先级PRI。

6.如权利要求1所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤三中，所述序号戳TypeIndex用于卫星接收到某类型数据时，将该数据关联唯一序号，用于区分先后时序。

7.如权利要求1所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤三中，所述分类存储指将不同目的不同类型的数据以循环缓存的方式进行分别存储。

8.如权利要求1所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤三中，当卫星接收到待发送数据时，先判断数据类型Type，并给数据关联序号戳Typeindex，将序号戳Typeindex加1用于关联下一次收到的该数据类型Type的数据，判断数据目标卫星序号DCID，并将关联序号戳TypeIndex的数据压入循环缓存DCID-Type。

9.如权利要求1所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤一中，所述第一卫星为一颗境内可视卫星。

10.如权利要求1所述的时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，其特征在于，在步骤一中，所述延时执行方式为使数据优先级调整遥控指令按照时间戳信息延时执行。

说明书

时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法

技术领域

[0001] 本发明涉及航天航空中卫星星座网络数据传输领域，尤其涉及时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法。

背景技术

[0002] 为了适应各种情况下不同的任务需求以及应对各种突发业务需求，满足不同数据类型在星座间传输时对先后时序的要求，需对星座网络数据传输优先级进行同步调整并实现同种数据类型按队列方式传输。

[0003] 目前时分体制星座网络数据优先级调整及检索处理方法主要包括：1)卫星入境时由地面发送指令对该卫星数据处理优先级进行调整；2)卫星接收数据时将不同目标数据放入同一缓存，发送数据时检索所有缓存数据直至找出当前可发送数据。

[0004] 对于卫星入境指令调整方式，地面站仅对入境卫星注入指令进行数据优先级调整，对于卫星星座网络来说，全网所有卫星完成入境需数小时甚至数十小时，响应速度慢且无法满足整网同步调整。

[0005] 对于数据采用同一缓存处理的检索发送方式，时分体制下某一发送时刻，卫星需要根据路由规划传输不同目的节点数据，因此需检索整个缓存直至找到需发送的数据，且该数据发送完毕后需将该缓存位置以后数据整体前移，数据量大时处理时间长且对卫星计算资源消耗较大。

[0006] 因此，需要提供一种新的时分体制星座网络数据优先级动态调整及检索处理方法，能够确保星座网络中各卫星优先级同时调整、同种类型数据满足先后时序要求、提高数据处理效率、同时节省卫星计算资源。

发明内容

[0007] 本发明所要解决的技术问题是基于星座网络遥控指令广播，通过对数据优先级与数据类型进行映射、将数据关联序号戳并按照类型及目的采用循环缓存方式存储，实现数据处理优先级调整及按先后时序发送，提高数据处理效率，节省卫星计算资源。为了解决上述问题，本发明提供了一种时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，包括如下步骤：

[0008] 步骤一、当第一卫星入境时，测控地面站向第一卫星注入数据优先级调整遥控指令，并通过第一卫星向星座中所有卫星进行广播播发数据优先级调整遥控指令，数据优先级调整遥控指令为延时执行方式并具有时间戳信息，到达时间戳时刻时，每颗卫星按照数据优先级调整遥控指令同步改为同一优先级策略；

[0009] 步骤二、将卫星中待发送数据的数据优先级PRI与数据类型Type进行映射，得到映射数组DataType[n]，从而标明待发送数据的数据类型Type所对应的优先级PRI；

[0010] 步骤三、将卫星中的待发送数据关联序号戳TypeIndex并按照数据类型Type及目的采用循环缓存方式分类存储；

[0011] 步骤四、卫星在进行数据发送时，根据步骤一中的数据优先级调整遥控指令获取待发送数据的数据优先级PRI，将用于大小比较的序号戳TypeIndexTemp设置为最大值，并按照数据优先级检索排序函数获取数据优先级PRI对应的数据类型Type，然后按照步骤三中的循环缓存，由目标卫星序号DCID＝1，即1号卫星开始检索循环缓存，按照数据传输路由策略及循环缓存状态信息判断是否有数据需要发送；

[0012] 如检索完毕所有循环缓存后无数据需发送则将数据优先级PRI减1重新检索；如有数据需发送则读取循环缓存当前位置数据的序号戳TypeIndex，判断是否小于TypeIndexTemp，

[0013] 若TypeIndex>TypeIndexTemp则将卫星号加1，读取下一卫星数据的序号戳TypeIndex并判断；若TypeIndex

[0014] 进一步地，在步骤一中，通过地面仿真确保时间戳时刻前，数据优先级调整遥控指令广播完毕，且能够在时间戳时刻之前在星座中采用广播方式发送至星座中每颗卫星。

[0015] 进一步地，在步骤二中，待发送数据的数据优先级PRI与数据类型Type进行映射后得到映射数组DataType[n]，其中n为实际待发送数据的数据类型Type个数，n的取值范围为0-n-1，数组元素值DataType[i]即代表数据类型i所对应优先级。

[0016] 进一步地，在步骤四中，数据优先级检索排序函数包括如下步骤，[0017] 1)、函数入口处获取待发送数据的数据优先级PRI，映射数组DataType[n]检索位置index置为0；

[0018] 2)、采用循环方式开始检索，判断数据优先级PRI是否等于当前检索位置的数组元素值DataType[index]；

[0019] 3)、若不等于则将检索位置加一后重新判断，直至数据优先级PRI等于数组元素值DataType[index]，或检索完毕；当数据优先级PRI等于数组元素值DataType[index]时，即得到数据优先级PRI对应的在检索位置index处的数据类型Type。

[0020] 进一步地，在步骤二中，通过数据优先级更改指令能够更改映射数组DataType[n]中各元素值，从而实现修改数据类型Type所对应的数据优先级PRI。

[0021] 进一步地，在步骤三中，序号戳TypeIndex用于卫星接收到某类型数据时，将该数据关联唯一序号，用于区分先后时序。

[0022] 进一步地，在步骤三中，分类存储指将不同目的不同类型的数据以循环缓存的方式进行分别存储。

[0023] 进一步地，在步骤三中，当卫星接收到待发送数据时，先判断数据类型Type，并给该帧的数据关联序号戳Typeindex，将序号戳Typeindex加1用于关联下一次收到的该数据类型Type的数据，判断数据目标卫星序号DCID，并将关联序号戳TypeIndex的数据压入循环缓存DCID-Type。

[0024] 进一步地，在步骤一中，第一卫星为一颗境内可视卫星。

[0025] 进一步地，在步骤一中，延时执行方式为使数据优先级调整遥控指令按照时间戳信息延时执行。

[0026] 本发明具有如下有益效果：

[0027] 通过卫星遥控指令广播及延时遥控指令方式，增强卫星对数据优先级修改任务响应的速度及星座各卫星执行的同步性；通过数据优先级与数据类型映射数组及优先级检索排序函数，减少数据优先级调整代码实现难度；通过数据加入序号戳、分类型分目的存储，减少数据检索时对计算资源占用，且采用循环缓存方式无需对数据进行频繁移动；提供了时分体制卫星星座数据传输的一种通用处理方法。

附图说明

[0028] 图1是本发明的数据优先级检索排序函数示意图；

[0029] 图2是本发明的带序号戳的数据分类存储方法示意图；

[0030] 图3是本发明本发明的数据检索方法流程示意图；

具体实施方式

[0031] 下面结合附图并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，实施方式只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制发明的范围。

[0032] 下面结合附图对本发明提供的数据优先级同步调整及检索处理方法做详细说明。

[0033] 如图1-3所示，本发明提供了一种时分体制星座网络的数据优先级同步调整及数据检索方法，包括如下步骤：

[0034] 步骤一、当第一卫星入境时，测控地面站向第一卫星注入数据优先级调整遥控指令，并通过第一卫星向星座中所有卫星进行广播播发数据优先级调整遥控指令，数据优先级调整遥控指令为延时执行方式并具有时间戳信息，到达时间戳时刻时，每颗卫星按照数据优先级调整遥控指令同步改为同一优先级策略；

[0035] 在一个实施例中，在步骤一中，通过地面仿真确保时间戳时刻前，数据优先级调整遥控指令广播完毕，且能够在时间戳时刻之前在星座中采用广播方式发送至星座中每颗卫星。

[0036] 第一卫星为一颗境内可视卫星。

[0037] 延时执行方式为使数据优先级调整遥控指令按照时间戳信息延时执行。

[0038] 步骤二、将卫星中待发送数据的数据优先级PRI与数据类型Type进行映射，得到映射数组DataType[n]，从而标明待发送数据的数据类型Type所对应的优先级PRI；映射数组DataType[n]如表1所示。

[0039] 表1

[0040]位置1 位置2 位置3 位置4 ... 位置n
元素1值 元素2值 元素3值 元素4值 ... 元素n值

[0041] 在一个实施例中，在步骤二中，待发送数据的数据优先级PRI与数据类型Type进行映射后得到映射数组DataType[n]，其中n为实际待发送数据的数据类型Type个数，n的取值范围为0-n-1，数组元素值DataType[i]即代表数据类型i所对应优先级。

[0042] 在一个实施例中，在步骤二中，通过数据优先级更改指令能够更改映射数组DataType[n]中各元素值，从而实现修改数据类型Type所对应的数据优先级PRI。

[0043] 步骤三、将卫星中的待发送数据关联序号戳TypeIndex并按照数据类型Type及目的采用循环缓存方式分类存储；序号戳TypeIndex用于卫星接收到某类型数据时，将该数据关联唯一序号，用于区分先后时序。循环缓存的结构如表2所示。

[0044] 表2

[0045]

[0046]

[0047] 其中，分类存储指将不同目的不同类型的数据以循环缓存的方式进行分别存储。

[0048] 如图2所示，在一个实施例中，在步骤三中，当卫星接收到待发送数据时，先判断数据类型Type，并给该帧的数据关联序号戳Typeindex，将序号戳Typeindex加1用于关联下一次收到的该数据类型Type的数据，判断数据目标卫星序号DCID，并将关联序号戳TypeIndex的数据压入循环缓存DCID-Type。

[0049] 如图3所示，步骤四、卫星在进行数据发送时，根据步骤一中的数据优先级调整遥控指令获取待发送数据的数据优先级PRI，将用于大小比较的序号戳TypeIndexTemp设置为最大值，并按照数据优先级检索排序函数获取数据优先级PRI对应的数据类型Type，然后按照步骤三中的循环缓存，由目标卫星序号DCID＝1，即1号卫星开始检索循环缓存，按照数据传输路由策略及循环缓存状态信息判断是否有数据需要发送；

[0050] 如检索完毕所有循环缓存后无数据需发送则将数据优先级PRI减1重新检索；如有数据需发送则读取循环缓存当前位置数据的序号戳TypeIndex，判断是否小于TypeIndexTemp，

[0051] 若TypeIndex>TypeIndexTemp则将卫星号加1，读取下一卫星数据的序号戳TypeIndex并判断；若TypeIndex

[0052] 如图1所示，其中，数据优先级检索排序函数包括如下步骤，

[0053] 1)、函数入口处获取待发送数据的数据优先级PRI，映射数组DataType[n]检索位置index置为0；

[0054] 2)、采用循环方式开始检索，判断数据优先级PRI是否等于当前检索位置的数组元素值DataType[index]；

[0055] 3)、若不等于则将检索位置加一后重新判断，直至数据优先级PRI等于数组元素值DataType[index]，或检索完毕；当数据优先级PRI等于数组元素值DataType[index]时，即得到数据优先级PRI对应的在检索位置index处的数据类型Type。

[0056] 按照上述方法循环查找，即可保证(1)高优先级数据比低优先级数据优先处理，(2)同一优先级数据按照先到先处理原则进行处理，(3)无高优先级数据或高优先级数据处理完毕后自动检索低优先级数据。

[0057] 以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。