基于UDP协议的卫星用户地面站维护平台的设计及可靠性研究

《基于UDP协议的卫星用户地面站维护平台的设计及可靠性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、基于UDP协议的卫星用户地面站维护平台的设计及可靠性研究基于UDP协议的卫星用户地面站维护平台的设计及可靠性研究【摘要】卫星用户地而站作为卫星应急通信设备具有使用方便、组网灵活的特点。本文针对这些特点设计出了具有快速配置、可靠传输的维护平台。文中介绍了卫星用户地而站维护平台的接口、基本功能、通信协议以及通信流程。【关键词】卫星应急通信维护台UDP可靠通信一、引言当突发灾害发生的时候，常规的地面通信设备或者系统就会遭到严重破坏，卫星应急通信系统将能够确保关键信息的传输，使上级能够根据灾情进行有效的指挥，从而拯救更多的生命和财产。卫星应急通信的特点是：具有开通时间短、传输距离远、通信容量较

2、大、网络部署快、组网方式灵活、可以实现数据的双向传输。卫星应急通信系统如图1所示。二、基于UDP协议的卫星用户地面站维护平台的设计2.1需求分析本课题主要针对卫星应急通信的特点来设计维护平台。当地震导致常规地面通信遭到严重破坏时，可以把卫星用户地面站拿过来，作为与卫星通信的交换机，这里就需要一个维护台来配置这个卫星用户地面站，让其快速的进入工作状态，例如对槽号、话路号的优先级、卫星呼出权、CO中继权、会议召集权等参数的快速配置，从而确保关键信息的及时传输。2.2接口要求卫星用户地面站和维护台之间通过TCP/IP协议通信，物理层采用以太网接口。UDP协议作为传输协议，消息数据作为UDP的

3、净荷。2.3基本功能配置管理功能：完成用户属性、会议和卫星模块的配置功能，并具备配置数据单独文件生成和加载功能；状态监控：监视用户站的各种工作状态，并能完成对用户站的自检和自检结果处理功能；计费功能：完成呼叫记录的获取、存储、检索和计费功能；配置数据导出功能：完成从用户站配置获取数据，并具有配置数据单独生成配置文件功能；多用户站管理：维护台能够管理多个用户站，根据用户站ID选择对应的数据，但同一时刻只管理一个用户站。2.4通信协议的格式消息的组成如表1所示，每条消息以数据帧的格式采用FLAG封装，每一条消息以标志字符(FLAG)开始和结束，A字段为链路层净荷的长度，C字段为一个序号，用

4、于完成消息的可靠传输。CRC字段是一个循环冗余的检验码，以检测数据帧中的错误。三、卫星用户地面站与维护台的可靠通信流程2.1识别因为UDP协议本身是面向无连接的，而本协议中加入的识别机制则解决了这…不可靠因素，使连接更快速，更有目的性。本过程完成通信双方之间的识别，获得双方的IP地址。通信采用广播(广播地址为255.255.255.255)形式。冃的地址均为广播地址，源地址为发送方的IP地址。识别过程如下图2。2.2双线程维护平台后台启用两个线程，分为控制线程与数据线程。采用双线程机制，即两个线程采用不同的容错策略。控制线程在成功进行握手后便由数据线程来接手数据的传输，中间还需要数据端

5、口发送链路保活消息，直至数据传输结束，整个过程中的所有检测消息和数据传输均采用表1所描述的消息结构。3.3链路通断检测使用Keep-Alive保活消息，用于链路的通断检测。保活信息及数据消息收发所用端口为：初始化收发序号均为0,状态均为DOWN,KEEP_ALIVE的周期为3秒，连续3次KEEP_ALIVE发送后，对方无响应认为链路DOWN,并且清除队列，暂停保活定时、等待新的连接，否则发送新的保活报文。3.4停等待机制链路在UP状态下，采用改进的停等待机制。此机制能保证消息传送的有序、不重复、防丢包，使接收方收到准确无误的消息。发送时在没有收到响应消息前，不能进行下-•条消息发送,。

6、接收时对于相同序号的消息只处理第一次条，其它的只进行确认响应。通信双方各自维护自己的序号C字段，范围为0〜127循环，接收到消息并确认正确后，将序号C字段的第7位置为1,组成响应帧发送给对方，并记录当前接收的对端序号C字段的值，如果再次收到同样序号C字段的消息只进行响应而不处理。四、维护台界面的测试2.1识别维护平台上加入识别连接界面，进行与卫星用户地面站的数据通信，能达到快速识别，以便于对其进行快速配置。利用本维护平台目前能达到快速识别和连接到卫星用户地面站。点击搜索按钮，客户端会发出广播消息，用户站收到此消息后会给出响应消息，然后客户端通过对收到的响应消息进行分析,得到用户站的IP

7、地址和设备ID号，并显示在窗体中。如图3所示。2.2保活点击连接按钮，则线程回归到主窗体中，主窗体上的信息栏会显示“连接到用户站:121.193.211.138"o如果连接中间出现断开情况，则信息栏会给出“失去与用户站(121.193.211.138)的联系,请重新进行设备识别”的提示，客户机应进行设备的重新识别和通信连接的建立。4.3维护台功能模块的实现维护台通过以太网连接于用户站连接，通过发送广播包搜索设备,等1秒后，确认是否有连接的用户站