一种基于时分多址接入空间动态网络的数据传输测试方法_4

文档序号:8546017阅读:来源:国知局
接收数据数量、发送数据数量、转发数据数量等信息。将各虚拟卫星节点实际状态、和节点理想状态信息进行对比,对被测卫星的总体测试性能进行分析,对被测卫星是否具备基于时分多址接入空间动态网络的数据传输能力给出结论。
[0127]时间同步软件为参与测试的各软件提供统一的时隙,保持各硬件软件之间的时间同步。
[0128]图4是被测试卫星的物理结构图。
[0129]被测试卫星上的硬件分为卫星射频子系统和卫星控制子系统,卫星控制子系统和卫星射频子系统之间通过数据总线连接。卫星控制子系统中的星载计算机安装有建链指向软件、通信协议栈处理软件。卫星射频子系统对时分多址接入空间动态网络中的数据进行调制、数模转换、上变频操作,通过天线将调制后的射频信号发射。卫星通过卫星射频子系统和网络数据半实物验证装置相连。
[0130]图5是本发明的整体流程图
[0131]本发明处理流程为:
[0132]第一步:构建一个测试环境。
[0133]第二步:测试装置控制子系统对被测卫星的测试场景进行试验配置和任务规划。
[0134]第三步:测试数据产生软件产生N个虚拟卫星和被测卫星间链路网络业务模拟数据、星座轨道与星间观测数据等测试数据。
[0135]第四步:测试管理软件根据测试管理软件参数配置文件中的“被测卫星是否在轨”域判断被测卫星是否在轨,如果在轨,执行第五步,否则执行第六步。
[0136]第五步:测试管理软件计算“虚拟指向星”轨道数据。第六步:测试管理软件分发数据文件到网络数据半实物测试装置中其它的软件。
[0137]第七步:网络数据半实物测试装置的时间同步软件提供时间节拍,保持星地时间同步。
[0138]第八步:网络数据半实物测试装置的测试数据交互控制软件对网络数据半实物测试装置中的虚拟卫星和被测卫星进行交互控制。
[0139]第九步:被测卫星确定目标节点,计算链路指向,确定本节点发送、转发、接收数据,并通过射频子系统将数据发送到网络数据半实物测试装置。
[0140]第十步:测试性能评估与分析软件对被测卫星在时分多址接入空间动态网络中的数据传输进行测试性能评估与分析。
[0141]图6是本发明第四步的虚拟指向性原理示意图;
[0142]在本发明的试验场景下,只有被测试卫星在轨,被测试卫星的程序正常运行,因此,如果不对卫星上存储的建链目标星星历进行改动,则卫星天线指向的方位并不存在实际的卫星,被测试卫星将无法完成网络性能的测试,因此需要将所有参与试验的虚拟卫星节点轨道数据全部用“虚拟指向星”轨道替代。此“虚拟指向星”存在于被测卫星和网络数据半实物测试装置连接线的延长线上,并和被测卫星分处于地球两端,也就是说,当被测卫星指向“虚拟指向星”时,链路肯定被地球遮挡,实际位于其链路指向的网络数据半实物测试装置接收到无线信号,并和被测卫星建立无线链路。“虚拟指向星”轨道数据需要在试验任务开始前存储在被测试卫星上。
【主权项】
1.一种基于时分多址接入空间动态网络的数据传输测试方法,其特征在于包括以下步骤: 第一步:构建一个测试环境: 测试环境由网络数据半实物测试装置和被测卫星组成,被测卫星和网络数据半实物测试装置通过数据传输链路或管理控制链路连接,数据传输链路传输时分多址接入空间动态网络中的各种测试数据,管理控制链路传输辅助参数信息;被测卫星在采用网络数据半实物验证装置进行测试时的状态和该卫星的在轨状态完全一致; 被测卫星和网络数据半实物测试装置模拟的虚拟卫星共同构成一个时分多址接入空间动态网络,每个参与测试的被测试卫星和虚拟卫星共同组成时分多址接入空间动态网络中的节点,分别称为被测卫星节点和虚拟卫星节点,这两种节点在时分多址接入空间动态网络中的数据传输功能完全相同,只是节点的存在位置不同;虚拟卫星指由网络数据半实物测试装置模拟的在完成时分多址接入空间动态网络数据传输功能时和真实卫星功能完全相同的卫星;时分多址接入空间动态网络的节点数量为N+1,N为虚拟卫星节点的数量;被测卫星上的硬件分为卫星射频子系统和卫星控制子系统,卫星控制子系统和卫星射频子系统之间通过数据总线连接;卫星控制子系统中的星载计算机安装有建链指向软件、通信协议栈处理软件;卫星射频子系统对时分多址接入空间动态网络中的数据进行调制、数模转换、上变频操作,通过天线将调制后的射频信号发射,被测卫星通过卫星射频子系统和网络数据半实物验证装置相连;被测卫星的建链指向软件根据从网络数据半实物测试装置获得的辅助参数信息中的建链发起节点运动轨道、目标节点运动轨道、当前时间,计算出当前时隙卫星射频子系统的建链指向;被测卫星的通信协议栈处理软件对测试数据进行接收、转发和发送; 网络数据半实物测试装置是对被测试卫星运行时分多址接入空间动态网络数据传输方式正确性进行测试的装置,由测试装置射频子系统和测试装置控制子系统组成,测试装置控制子系统和测试装置射频子系统之间通过数据总线连接;测试装置控制子系统由测试管理软件、测试配置与规划软件、测试数据产生软件、测试数据交互控制软件、虚拟卫星通信协议栈处理软件、测试项目性能分析软件、时间同步软件、测试配置与规划软件参数配置文件、测试数据产生软件参数配置文件、测试管理软件参数配置文件组成。 测试装置射频子系统与卫星射频子系统结构一样,负责将时分多址接入空间动态网络中的数据进行调制、数模转换、上变频操作,通过天线将调制后的射频信号发射出去;测试装置射频子系统和被测卫星射频子系统通过无线链路相连; 测试配置与规划软件参数配置文件有I项,2个域,分别为测试的虚拟卫星数量、参与测试的虚拟卫星编号; 测试数据产生软件参数配置文件有Q项,其中Q < NX (N-1)/2,每一项有6个域,分别为数据的发送节点、数据的接收节点、数据种类、数据帧数量、发送优先级、是否重传; 测试管理软件参数配置文件共I项,3个域,分别为被测卫星是否在轨、被测卫星轨道、网络数据半实物测试装置的位置; 测试配置与规划软件根据测试配置与规划软件参数配置文件确定参与测试的虚拟卫星数量N与编号,同被测卫星一起,生成建链规划表、路由表、测试状态配置表,将建链规划表、路由表、测试状态配置表发送给测试管理软件;测试配置与规划软件同时生成时分多址接入空间动态网络中节点理想状态信息,并将节点理想状态信息输出给测试管理软件,所述理想状态信息指测试配置与规划软件按照虚拟卫星通信协议栈处理软件的流程推演出的各节点在不同的时隙的测试数据种类、数量、接收数据数量、发送数据数量、转发数据数量; 测试数据产生软件根据测试数据产生软件参数配置文件产生测试数据,将测试数据发送给测试管理软件; 测试管理软件将从测试配置与规划软件收到的虚拟卫星的建链规划表、路由表、测试状态配置表下发至测试数据交互控制软件,将被测卫星的建链规划表和路由表由卫星管理链路上注至被测卫星,将从测试配置与规划软件收到的节点理想状态信息发送至测试项目性能评估与分析软件; 测试管理软件为每一个虚拟卫星分配独立的存储区;各虚拟卫星节点数据缓冲区按照建链规划表中的时隙编号,存储各节点的接收数据、发送数据、转发数据,当节点接收数据时,称节点处于接收状态;当节点发送数据时,称节点处于发送状态;当节点转发数据时,称节点处于转发状态; 测试管理软件根据测试管理软件参数配置文件确定被测卫星是否在轨,如果在轨则计算“虚拟指向星”轨道,否则不计算;“虚拟指向星”存在于被测卫星和网络数据半实物测试装置连接线的延长线上,并和被测卫星分处于地球两端,当被测卫星指向“虚拟指向星”时,链路被地球遮挡,实际位于其链路指向的网络数据半实物测试装置接收到无线信号,并和被测卫星建立无线链路;测试管理软件将从外部获取的被测卫星轨道和“虚拟指向星”轨道一起通过管理控制链路上注至被测卫星; 测试数据交互控制软件对从测试管理软件收到的测试数据在网络数据半实物测试装置和被测卫星之间进行分配和传输,并将测试数据进行存储,供虚拟卫星通信协议栈处理软件使用;测试数据交互控制软件根据从测试管理软件接收的测试状态配置表、每个虚拟卫星的建链规划表和路由表确定虚拟卫星节点和被测卫星之间的连接关系和数据传输关系;并将网络数据半实物测试装置中运行的虚拟卫星节点发送的测试数据发送给被测卫星,同时接收被测卫星发送的测试数据;测试数据交互控制软件收集测试过程中各节点在不同的时隙的测试数据种类、数量、接收数据数量、发送数据数量、转发数据数量这些信息,形成节点实际状态信息,将节点实际状态信息发送至测试管理软件,测试管理软件将节点实际状态信息发送至测试项目性能评估软件; 虚拟卫星通信协议栈处理软件对每一个虚拟卫星节点维护不同的数据缓冲区,按照建链规划表和路由表确定的连接顺序和数据发送通道对上一个连接节点发出的测试数据进行接收、并将测试数据发送给下一个连接节点,保证虚拟卫星节点在数据协议执行方面和被测卫星一致; 测试项目性能评估与分析软件对被测试卫星的总体测试性能评估与分析,测试性能评估与分析软件从测试配置与规划软件收到的节点理想状态信息,从测试数据交互控制软件的测试数据,从虚拟卫星通信协议栈处理软件获取各虚拟卫星节点实际状态;将各虚拟卫星节点状态、测试数据和节点理想状态信息进行对比,对被测卫星是否具备基于时分多址接入空间动态网络的数据传输能力给出结论; 时间同步软件为参与测试的各软件提供统一的时隙,保持各硬件软件之间的时间同步; 第二步:测试装置控制子系统对被测卫星的测试场景进行试验配置和任务规划,方法是: 2.1测试配置与规划软件根据测试配置与规划软件参数配置文件确定参与本次试验的虚拟卫星的数量N和虚拟卫
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