一种卫星IP网络QoS流控门限动态学习系统及方法与流程

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种卫星ip网络qos流控门限动态学习系统及方法。

背景技术：

卫星通信系统正在向着构建以ip协议为核心，实现与地面网络互联互通的方向发展。为了满足多种业务的传输需求，ip业务成为了当前卫星通信系统的主要应用。默认情况下，ip报文是“尽力而为”被转发的，也就是说，当网络过载或拥塞时，不能确保重要业务数据流量不受延迟或丢弃。为突破ip报文“尽力而为”的转发原则所带来的不可靠服务问题，qos技术已在卫星通信领域广泛应用，卫星调制解调器厂商几乎都内置有qos模块。

qos模块在调度报文发送的时候需要一个流控门限，以确定其发送报文的整体速率，对于卫星调制解调器来说，该值就是卫星通道的出口带宽。如果qos模块所设置的流控门限高于实际值，那么重要报文就会被随机丢弃，达不到qos的效果；反之，如果低于实际值，就不能充分利用带宽资源，造成带宽浪费。

qos模块发送报文时，对发送速率的统计是基于ip报文的长度。当ip报文从物理层发送出去的时候，为适应在卫星信道上的传输，会被加上一些头部信息。这样，如果qos模块直接按照物理层速率发送ip报文，在物理层上传输的实际信息速率就会大于qos模块所统计的速率，由于物理层容纳不了那么多的数据量，这些待传输的ip报文就会被随机丢弃，包括重要的ip报文。

技术实现要素：

基于上述背景技术中提到的问题，本发明提供了一种卫星ip网络qos流控门限动态学习系统及方法，它具有充分利用宽带资源，以及避免ip报文被随机丢弃的优点。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种卫星ip网络qos流控门限动态学习系统，其特征在于：包括qos流控模块、流控门限动态学习模块和物理层，所述qos流控模块包括第一数据接收器、流控门限单元和第一数据发射器，所述流控门限动态学习模块包括第二数据接收器、数据解析处理器和第二数据发射器，所述第一数据接收器的输入端包括第一输入端和第二输入端，所述第一数据发射器的输出端包括第一输出端和第二输出端，所述第一输入端为外接输入端，所述第一数据接收器的输出端与流控门限单元的输入端通信连接，所述流控门限单元的输出端与第一数据发射器的输入端通信连接，所述第一数据发射器的第二输出端与物理层的信号接入端通信连接，所述第一数据发射器的第一输出端与第二数据接收器的信号输入端通信连接，所述第二数据接收器的信号输出端与数据解析处理器的信号输入端连接，所述数据解析处理器的输出端与第二数据发射器的输入端通信连接，所述第二数据发射器输出端与流控门限的控制端通信连接。

采用上述技术方案的发明，流控门限单元通过第一数据接收器的第一输入端接收数据，然后对数据进行划分优先级、排队、限速然后将数据通过第一数据发射器将数据信号发送第二数据接收器，第二数据接器将数据信号发送至流控门限动态学习模块，流控门限动态学习模块对数据信息经行处理计算最大门限值，然后将处理结果通过第二数据发射器将数据发送至第一数据接收器，第一数据接收器通过第二输入端接收反馈信号，流控门限单元接收到反馈信号后调节门限值，达到充分利用宽带资源，以及避免ip报文被随机丢弃的目的。

进一步限定，所述数据解析处理器包括数据解析运算器、数据解析控制器和解析数据储存器，所述数据解析控制器的信号输入端连接第二数据接收器信号输出端，所述数据解析控制器的信号输出端连接数据解析运算器的控制端，所述数据解析运算器的输出端连接解析数据存储器的输入端，所述数据存储器的信号输出端连接第二数据发射器信号输入端，这样的设计，进一步便于控制数据，以及能够对解析数据暂存，使需要时便于数据的找回以及通过记录门限值了解流控状态。

进一步限定，所述流控门限单元包括输入缓存器，所述输入缓存器的信号输入端与第一数据接收器的输出端连接，所述输入缓存器信号输出端与流控门单元的信号输入端连接，这样的设计，避免出现紧急事故的情况下输入数据丢失。

进一步限定，所述第一数据发射器的第一输出端与物理层之间安装有输出缓存器，这样的设计，避免出现紧急事故时，造成输出数据丢失。

一种卫星ip网络qos流控门限动态学习方法，所述一种卫星ip网络qos流控门限动态学习方法用于计算流控门限的最大值，所述流控门限模块根据计算值改变流控门限值，包括以下步骤：

步骤一，划分区间，取一个范围分划成n个区间；

步骤二，报文长度获取，获取待发送到卫星信道的ip报文长度，所述报文为已经由qos流控模块处理过后的报文；

步骤三，周期判定，对按照长度归类ip报文为相应的区间，并将统计周期内报文总数和该区间报文总数各增1，ct＝ct+1，cj＝cj+1，其中cj为区间j内报文的个数、ct为统计周期内报文总数，然后判断周期是否结束，如周期未结束回到步骤一，继续获取报文；如周期结束继续步骤四；

步骤四，计算平均长度，根据步骤三计算统计周期内报文的平均长度

步骤五，计算门限，根据上述步骤计算流控门限的最大值

步骤六，信息反馈，流控门限动态学习模块将最大值反馈给流控门限单元，流控门限单元根据最大值调节流控门限值。

进一步限定，所述步骤一中区间划分方法如下，

sj＝(j*δl+1,(j+1)*δl]，其中j＝0,1,2,…,n-1。

进一步限定，所述步骤一中δl的取值由具体实现自定义，可以为10、20。

进一步限定，所述步骤三中周期可采用时间作为周期、也可采用报文总数作为周期，以及时间、报文个数同时作为统计周期的判断依据。

进一步限定，所述步骤四中的平均长度计算方法为，其中

进一步限定，所述步骤五中最大值计算方法为，

所述bphy为物理层计算出的带宽，lphyheader为物理层封装ip报文的头部长度。

采用上述方法的发明，流控门限动态学习模块接收来流控门限单元的数据信号，然后对数据信号进行统计整理，不丢包，不限速，根据统计整理的结果计算接收数据的最大门限值，流控门限单元根据计算处的最大值做出调整。

附图说明

本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本发明一种卫星ip网络qos流控门限动态学习方法实施例中流控门限动态学习模块的工作流程示意图；

图2为本发明一种卫星ip网络qos流控门限动态学习系统实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

如图1、图2所示，一种卫星ip网络qos流控门限动态学习系统，其特征在于：包括qos流控模块、流控门限动态学习模块和物理层，qos流控模块包括第一数据接收器、流控门限单元和第一数据发射器，流控门限动态学习模块包括第二数据接收器、数据解析处理器和第二数据发射器，第一数据接收器的输入端包括第一输入端和第二输入端，第一数据发射器的输出端包括第一输出端和第二输出端，第一输入端为外接输入端，第一数据接收器的输出端与流控门限单元的输入端通信连接，流控门限单元的输出端与第一数据发射器的输入端通信连接，第一数据发射器的第二输出端与物理层的信号接入端通信连接，第一数据发射器的第一输出端与第二数据接收器的信号输入端通信连接，第二数据接收器的信号输出端与数据解析处理器的信号输入端连接，数据解析处理器的输出端与第二数据发射器的输入端通信连接，第二数据发射器输出端与流控门限的控制端通信连接。

优选地，数据解析处理器包括数据解析运算器、数据解析控制器和解析数据储存器，数据解析控制器的信号输入端连接第二数据接收器信号输出端，数据解析控制器的信号输出端连接数据解析运算器的控制端，数据解析运算器的输出端连接解析数据存储器的输入端，数据存储器的信号输出端连接第二数据发射器信号输入端，这样的设计，进一步便于控制数据，以及能够对解析数据暂存，使需要时便于数据的找回以及通过记录门限值了解流控状态。实际上，可根据具体情况考虑数据解析处理器的其他结构。

优选地，流控门限单元包括输入缓存器，输入缓存器的信号输入端与第一数据接收器的输出端连接，输入缓存器信号输出端与流控门单元的信号输入端连接，这样的设计，避免出现紧急事故的情况下输入数据丢失。实际上，可根据具体情况考虑避免输入数据丢失的其它方案。

优选地，第一数据发射器的第一输出端与物理层之间安装有输出缓存器，这样的设计，避免出现紧急事故时，造成输出数据丢失实际上，可根据具体情况考虑避免输出数据丢失的其它方案。

优选地，qos流控模块、流控门限动态学习模块均电连接有蓄电池，这样的设计，避免了突发断电情况对qos流控模块、流控门限动态学习模块造成影响。实际上，可根据具体具体考虑。

一种卫星ip网络qos流控门限动态学习方法，用于计算流控门限的最大值，流控门限模块根据计算值改变流控门限值，包括以下步骤：

步骤一，划分区间，将1-1500bytes范围分划成个区间；分别为

sj＝(j*δl+1,(j+1)*δl]，

其中j＝0,1,2,…,n-1；δl的取值10；

步骤二，报文长度获取，获取待发送到卫星信道的ip报文长度，报文为已经由qos流控模块处理过后的报文；

步骤三，周期判定，对按照长度归类ip报文为相应的区间，并将统计周期内报文总数和该区间报文总数各增1，ct＝ct+1，cj＝cj+1，其中cj为区间j内报文的、ct为统计周期内报文总数，然后判断周期是否结束，如周期未结束回到步骤一，继续获取报文，如周期结束继续步骤四，规定一小时作为一个周期；

步骤四，计算平均长度，根据步骤三计算统计周期内报文的平均长度

长度计算方法为，其中

步骤五，计算门限，根据上述步骤计算流控门限的最大值

计算方法为，bphy为物理层计算出的带宽，lphyheader为物理层封装ip报文的头部长度；

步骤六，信息反馈，流控门限动态学习模块将最大值反馈给流控门限单元，流控门限单元根据最大值调节流控门限值。

采用上述方法的发明，流控门限单元通过第一数据接收器的第一输入端接收数据，然后对数据进行划分优先级、排队、限速然后将数据通过第一数据发射器将数据信号发送第二数据接收器，第二数据接器将数据信号发送至流控门限动态学习模块，流控门限动态学习模块对数据信息经行处理计算最大门限值然，然后将处理结果通过第二数据发射器将数据发送至第一数据接收器，第一数据接收器通过第二输入端接收反馈信号，流控门限单元接收到反馈信号后调节门限值，流控门限动态学习模块接收来流控门限单元的数据信号，然后对数据信号进行统计整理，不丢包，不限速，根据统计整理的结果计算接收数据的最大门限值，流控门限单元根据计算处的最大值做出调整。

以上对本发明提供的一种卫星ip网络qos流控门限动态学习系统进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。