多模式vsat卫星通信信令解析系统及解析方法
【专利摘要】本发明公开了多模式VSAT卫星通信信令解析系统及解析方法，所述系统包括用于向前接收数据并输入系统信号接收模块，和用于处理数据的数据处理模块，其特征在于，所述系统还包括帧类型库，所述帧类型库用于存储不同通信协议模式下的特征帧，所述特征帧用于作为标准判断接收到的数据中数据帧是否属于相应通信协议下的数据帧，所述判断过程在数据处理模块中执行。本发明提供的多模式VSAT卫星通信信令解析系统设置了可以存储多种协议特征帧的帧类型库，实现了对不同协议类型数据的筛选判别；同时，帧类型库提供的新帧类型写入端口及原有帧类型修改端口，可以使帧类型不断修改矫正并及时更新。
【专利说明】
多模式VSAT卫星通信信令解析系统及解析方法
技术领域
[0001]本发明涉VSAT卫星通信技术领域，具体涉及一种非合作通信模式下的具备多种模式解析功能的VSAT卫星通信信令解析系统及解析方法。
【背景技术】
[0002]卫星通信与其他通信方式相比较，有以下几个方面的特点:①通信距离远，且费用与通信距离无关。利用静止卫星，最大的通信距离达18100km左右。而且建站费用和运行费用不因通信站之间的距离远近、两通信站之间地面上的自然条件恶劣程度而变化。这在远距离通信上，比微波接力、电缆、光缆、短波通信有明显的优势。②广播方式工作，可以进行多址通信。通常，其他类型的通信手段只能实现点对点通信，而卫星是以广播方式进行工作的，在卫星天线波束覆盖的整个区域内的任何一点都可以设置地球站，这些地球站可共用一颗通信卫星来实现双边或多边通信，即进行多址通信。另外，一颗在轨卫星，相当于在一定区域内铺设了可以到达任何一点的无数条无形电路，它为通信网络的组成，提供了高效率和灵活性。③通信容量大，适用多种业务传输。卫星通信使用微波频段，可以使用的频带很宽。一般C和Ku频段的卫星带宽可达500?800MHz，而Ka频段可达几个GHz。④可以自发自收进行监测。一般，发信端地球站同样可以接收到自己发出的信号，从而可以监视本站所发消息是否正确，以及传输质量的优劣。⑤无缝覆盖能力。利用卫星移动通信，可以不受地理环境、气候条件和时间的限制，建立覆盖全球性的海、陆、空一体化通信系统。⑥广域复杂网络拓扑构成能力。卫星通信的高功率密度与灵活的多点波束能力加上星上交换处理技术，可按优良的价格性能比提供宽广地域范围的点对点与多点对多点的复杂的网络拓扑构成能力。⑦安全可靠性。事实证明，在面对抗震救灾或国际海底/光缆的故障时，卫星通信是一种无可比拟的重要通信手段。即使将来有较完善的自愈备份或路由迂回的陆地光缆及海底光缆网络，明智的网络规划者与设计师还是能够理解卫星通信作为传输介质应急备份与信息高速公路混合网基本环节的重要性与必要性。
[0003]VSAT通信是卫星通信的一种，VSAT是Very Small Aperture Terminal的英文缩写，意思是甚小口径卫星通信终端，通常系指终端天线口径在1.2-2.8米左右的卫星通信地球站。它从80年代兴起，对企业通信产生了极大影响。VSAT的特点是:天线小，设备结构紧凑，全固体化，功耗小，成本低，环境要求低，安装方便，覆盖范围大，组网灵活且有独立性。这些特点特别适合于许多大型企业或部门的通信要求。VSAT系统由卫星、枢纽站和小地球站组成，枢纽站一般设在总部附近，起主控作用，其天线口径和功率都比小站大。VSAT卫星通信系统被广泛应用。
[0004]非合作通信(也称非协作通信)是指在不用取得通信系统合作双方或多方相应授权的情况下以一定的技术手段获取系统协议方之间的通信内容。在众多环境下具有特殊意义。现有的VSAT卫星通信系统同时使用着多种协议模式，常用的包括DVB-1PoS以及DVB-RCS等，也有不少自定义(企业级第三方)模式存在。而传统的VSAT卫星通信信令解析系统通常只对某一特定协议模式的信令进行解析，系统通用性及兼容性均很差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种多模式VSAT卫星通信信令解析系统及解析方法，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:多模式VSAT卫星通信信令解析系统，包括用于向前接收数据并输入系统信号接收模块，和用于处理数据的数据处理模块，其特征在于，所述系统还包括帧类型库，所述帧类型库用于存储不同通信协议模式下的特征帧，所述特征帧用于作为标准判断接收到的数据中数据帧是否属于相应通信协议下的数据帧，所述判断过程在数据处理模块中执行。
[0007]优选方案，所述信令解析系统还包括多协议信令解析库，所述多协议信令解析库用于存储多组不同的协议信令解析程序，所述信令解析程序用于处理帧数据以获得通信信令。
[0008]优选方案，所述帧类型库包括DVB-1PoS协议下的帧类型，和/或DVB-RCS协议下的帧类型。
[0009]优选方案，所述帧类型库包括新帧类型写入端口，用于写入未包含于帧类型库中的帧类型;和/或帧类型修改端口，用于修改已包含于帧类型库中的帧类型。
[0010]优选方案，所述多协议信令解析库中协议信令解析程序包含DVB-1PoS协议信令解析程序;和/或DVB-RCS协议信令解析程序。
[0011 ]优选方案，所述多协议信令解析库包括新协议信令解析程序写入端口，用于写入未包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序;和/或协议信令修改端口，用于修改已包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序。
[0012]多模式VSAT卫星通信信令解析方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0013]a、开始；
[0014]b、VSAT向前接收数据输入；
[0015 ] C、对所接收的数据进行帧格式分析；
[0016]d、按照帧格式进行排序并抽取特征参数；
[0017]e、通过帧类型库比对分析，确定帧类型；
[0018]f、根据帧类型从多协议信令解析库中调取并执行相应的协议信令解析程序，以获得输入数据的信令。
[0019]优选方案，所述步骤b具体为，系统数据接收模块于VSAT卫星通信系统广播所覆盖区域识别并获取广播信号数据。
[0020]优选方案，所述步骤c中对所接收的数据进行帧格式分析的目的在于，把连续数据流变成按一定格式排列的数据矩阵;确定有用数据的开始和结束位置;便于确定数据的发送顺序和各字节的含义。对数据进行帧格式分析的方法包括以下步骤:
[0021]Al、统计O、I出现的概率，O、I基本相等，数据样本可用；
[0022]B2、各种长度的01序列出现的概率及游程长度统计；
[0023 ] C3、根据游程分布情况，判断出帧同步头序列；
[0024]D4、以帧同步头为每一行的起始，把数据排列成矩阵；
[0025]E5、以帧同步头为参考点，把每行数据按字节分开，判断其含义。
[0026]优选方案，所述帧类型库包括DVB-1PoS协议下的帧类型，和/或DVB-RCS协议下的帧类型。
[0027]优选方案，所述帧类型库包括新帧类型写入端口，用于写入未包含于帧类型库中的帧类型;和/或帧类型修改端口，用于修改已包含于帧类型库中的帧类型。
[0028]优选方案，所述多协议信令解析库中协议信令解析程序包含DVB-1PoS协议信令解析程序;和/或DVB-RCS协议信令解析程序。
[0029]优选方案，所述多协议信令解析库包括新协议信令解析程序写入端口，用于写入未包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序;和/或协议信令修改端口，用于修改已包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序。
[0030]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明提供了一种多模式VSAT卫星通信信令解析系统及解析方法，所述系统设置了可以存储多种协议特征帧的帧类型库，实现了对不同协议类型数据的筛选判别；同时，帧类型库提供的新帧类型写入端口及原有帧类型修改端口，可以使帧类型不断修改矫正并及时更新。对于新型非标准协议(企业级等非通用标准)的解析，达到了快速响应等效果，极大的增加了系统的通用性和扩展性。与此相应，多协议信令解析库也起到了类似的效果，相比于帧类型库中的修改端口，多协议信令解析库的修改端口更具特殊意义，因为协议信令解析程序的执行效率受多种因素影响，根据具体的数据类型实时调整上述因素对应的参数可以有效提高系统的运行效率。
【附图说明】
[0031]图1为本发明一实施例的多模式VSAT卫星通信信令解析系统组成图示；
[0032]图2为本发明一实施例的多模式VSAT卫星通信信令解析方法流程图示。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]如图1及图2所示，本发明的优选实施例如下:多模式VSAT卫星通信信令解析系统，包括用于向前接收数据并输入系统的信号接收模块，和用于处理数据的数据处理模块。信号接收模块通过天线接收来自卫星通信系统中包括广播数据在内的数据信号。数据处理模块则负责处理系统运行中各种需要的运算处理过程，以及生成响应的控制指令。
[0035]所述系统还包括帧类型库，所述帧类型库用于存储不同通信协议模式下的特征帧，所述特征帧用于作为标准判断接收到的数据中数据帧是否属于相应通信协议下的数据帧，所述判断过程在数据处理模块中执行。特征帧是指帧数据中能够辨识该帧数据区别于其他数据特征字段数据或者其结合。此处设置帧类型库可用于对位置数据帧进行自动判断，是多模式自动识别的重要组成部分。
[0036]优选实施例方案，所述信令解析系统还包括多协议信令解析库，所述多协议信令解析库用于存储多组不同的协议信令解析程序，所述信令解析程序用于处理帧数据以获得通信信令。与帧类型库相对应，多协议信令解析库则提供与帧类型库中帧类型相对应的信令解析程序，以实现对帧类型识别到协议信令解析的自动化实现。
[0037]优选实施例方案，所述帧类型库包括DVB-1PoS协议下的帧类型，和/或DVB-RCS协议下的帧类型。
[0038]优选实施例方案，所述帧类型库包括新帧类型写入端口，用于写入未包含于帧类型库中的帧类型；和/或帧类型修改端口，用于修改已包含于帧类型库中的帧类型。设置新帧类型写入端口的目的在于使系统具备随时兼容新型协议信令解析的能力，而修改端口的设置目的则在于对原有帧类型进行及时纠正。
[0039]优选实施例方案，所述多协议信令解析库中协议信令解析程序包含DVB-1PoS协议信令解析程序;和/或DVB-RCS协议信令解析程序。
[0040]优选实施例方案，所述多协议信令解析库包括新协议信令解析程序写入端口，用于写入未包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序;和/或协议信令修改端口，用于修改已包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序。
[0041]如图2所示，本实施例的多模式VSAT卫星通信信令解析方法，包括以下步骤:
[0042]a、开始;b、VSAT向前接收数据输入，通过天线从系统广播数据中接收截获数据进行分析处理;C、对所接收的数据进行帧格式分析;d、按照帧格式进行排序并抽取特征参数；
e、通过帧类型库比对分析，确定帧类型；f、根据帧类型从多协议信令解析库中调取并执行相应的协议信令解析程序，以获得输入数据的信令。并根据需要对所述信令进行存储或输出。
[0043]优选实施例方案，所述步骤b具体为，系统数据接收模块于VSAT卫星通信系统广播所覆盖区域识别并获取广播信号数据。以获取广播信号数据的方式进行信令解析是以非合作通信的方式实现了信令解析，具有特殊意义。
[0044]优选方案，所述步骤c中对所接收的数据进行帧格式分析的目的在于，把连续数据流变成按一定格式排列的数据矩阵;确定有用数据的开始和结束位置;便于确定数据的发送顺序和各字节的含义。对数据进行帧格式分析的方法包括以下步骤:
[0045]Al、统计O、I出现的概率，O、I基本相等，数据样本可用；
[0046]B2、各种长度的01序列出现的概率及游程长度统计；
[0047]C3、根据游程分布情况，判断出帧同步头序列；
[0048]D4、以帧同步头为每一行的起始，把数据排列成矩阵；
[0049]E5、以帧同步头为参考点，把每行数据按字节分开，判断其含义。
[0050]优选实施例方案，所述帧类型库包括DVB-1PoS协议下的帧类型，和/或DVB-RCS协议下的帧类型。
[0051]优选实施例方案，所述帧类型库包括新帧类型写入端口，用于写入未包含于帧类型库中的帧类型;和/或帧类型修改端口，用于修改已包含于帧类型库中的帧类型。
[0052]优选实施例方案，所述多协议信令解析库中协议信令解析程序包含DVB-1PoS协议信令解析程序;和/或DVB-RCS协议信令解析程序。
[0053]优选实施例方案，所述多协议信令解析库包括新协议信令解析程序写入端口，用于写入未包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序;和/或协议信令修改端口，用于修改已包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序。
[0054]优选实施例方法，本实施例的信令解析系统中，所涉及的DVB-1PoS卫星通信信令解析方法，包括以下步骤:
[0055]a、获取MPEG2-TS帧数据:主要用于从基于DVB-1PoS卫星通信系统的广播数据中获取MPEG2-TS帧数据，即TS码流。
[0056]b、统计帧种类及同类帧出现的概率，根据PID不同统计概率。
[0057]C、设定概率门限值，选取门限范围内的帧数据:通过一定的技术手段或经验设定所述门限值，以对大量的原始数据进行初步筛选，设定门限值时首先考虑数据的全面性，即尽可能包含全部所需要的数据帧；与此同时，尽量缩小门限值的范围，以减小数据处理量，通过门限的方式将极不可能的数据帧直接排除，该步骤可以降低数据处理量，提高处理效率。
[0058]d、根据IPoS信令数据特征判断所选取的帧数据是否属于IPoS信令数据，如果不是，则跳转至步骤f;在此步骤中，包含有对模型的调用，即系统存储有IPoS数据特征模型，将采集到并经过初步筛选的数据帧与IPoS数据特征模型进行比对，以判断所述数据帧是否属于IPoS信令数据。
[0059]e、按照IPoS协议规则解析系统和网络参数。
[0060]f、结束。
[0061]优选实施方案，步骤c所述的门限范围内的帧数据是指所述帧数据概率为上下限门限值之间的帧数据，所述门限值下限为0.03%-0.06%，门限值上限为0.3%-0.6%。实践证明，当门限值设定为上述范围时，可以在保证数据准确性的同时极大的降低数据处理工作量。作为对上述方案的进一步优选方案，步骤c所述的门限值范围为0.05%-0.5%，采用该方案时，直接将统计结果中PID概率处于该范围之外的帧数据直接排除，不做统计。
[0062]优选实施方案，步骤c所述的门限值设定方法包括以下步骤:
[0063]Cl、选取一定量的数据为样本进行帧种类和概率统计；
[0064]c2、统计样本数据属于IPoS信令数据帧所对应数据种类的概率范围；
[0065]c3、根据所述概率范围设定门限值。
[0066]为了保证本发明的方案具有更大的适应性，在本实施例中，将门限值设计为可修改参数，并根据上述方法进行门限值的确定，以确保数据的准确性。
[0067]优选实施例方案，步骤Cl的样本数据量为1G-2G。该数据范围所确定的门限值准确度更高。
[0068]优选实施例方案，步骤Cl的样本数据量以正常统计时运行4-6分钟所对应的数据量。并认为5分钟的数据量更为合适，能够满足数据准确性及数据处理量的双重需求。
[0069]优选实施例方案，步骤c3包括对样本数据的初次排除。所述初次排除包括对概率大于5%的数据帧进行排除。
[0070]优选实施例方案，步骤e还包括对所解析的系统和网络参数的输出步骤。
[0071 ]优选实施例方案，步骤e所述的系统和网络参数，包括系统参数，和/或系统状态，和/或帧计划，和/或网络系统时钟。
[0072]本实施例的一种基于DVB-1PoS卫星通信信令解析系统，包括:帧数据获取模块，用于从通信系统中获取帧数据;数据统计分析模块，用于统计分析帧种类和概率;数据预筛选模块，用于第一次筛选帧数据;信令数据获取模块，用于获取预筛选数据中的信令数据;信令解析模块，用于解析信令帧数据。
[0073]优选实施例方案，所述数据预筛选模块包括门限值存储单元，所述门限值存储单元包括门限值修改接口。
[0074]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
【主权项】
1.多模式VSAT卫星通信信令解析系统，包括用于向前接收数据并输入系统信号接收模块，和用于处理数据的数据处理模块，其特征在于，所述系统还包括帧类型库，所述帧类型库用于存储不同通信协议模式下的特征帧，所述特征帧用于作为标准判断接收到的数据中数据帧是否属于相应通信协议下的数据帧，所述判断过程在数据处理模块中执行。2.根据权利要求1所述的多模式VSAT卫星通信信令解析系统，其特征在于，所述信令解析系统还包括多协议信令解析库，所述多协议信令解析库用于存储多组不同的协议信令解析程序，所述信令解析程序用于处理帧数据以获得通信信令。3.根据权利要求1或2所述的多模式VSAT卫星通信信令解析系统，其特征在于，所述帧类型库包括DVB-1PoS协议下的帧类型，和/或DVB-RCS协议下的帧类型。4.根据权利要求3所述的多模式VSAT卫星通信信令解析系统，其特征在于，所述帧类型库包括新帧类型写入端口，用于写入未包含于帧类型库中的帧类型；和/或帧类型修改端口，用于修改已包含于帧类型库中的帧类型。5.根据权利要求3或4所述的多模式VSAT卫星通信信令解析系统，其特征在于，所述多协议信令解析库中协议信令解析程序包含DVB-1PoS协议信令解析程序;和/或DVB-RCS协议信令解析程序。6.根据权利要求5所述的多模式VSAT卫星通信信令解析系统，其特征在于，所述多协议信令解析库包括新协议信令解析程序写入端口，用于写入未包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序;和/或协议信令修改端口，用于修改已包含于多协议信令解析库中的协议信令解析程序。7.多模式VSAT卫星通信信令解析方法，其特征在于，包括以下步骤: a、开始； b、VSAT向前接收数据输入； C、对所接收的数据进行帧格式分析(补充该步骤的具体目的和方法)； d、按照帧格式进行排序并抽取特征参数； e、通过帧类型库比对分析，确定帧类型； f、根据帧类型从多协议信令解析库中调取并执行相应的协议信令解析程序，以获得输入数据的信令。8.根据权利要求7所述的多模式VSAT卫星通信信令解析方法，其特征在于，所述步骤b具体为，系统数据接收模块于VSAT卫星通信系统广播所覆盖区域识别并获取广播信号数据。9.根据权利要求7或8所述的多模式VSAT卫星通信信令解析方法，其特征在于，所述帧类型库包括DVB-1PoS协议下的帧类型，和/或DVB-RCS协议下的帧类型。10.根据权利要求9所述的多模式VSAT卫星通信信令解析方法，其特征在于，所述帧类型库包括新帧类型写入端口，用于写入未包含于帧类型库中的帧类型;和/或帧类型修改端口，用于修改已包含于帧类型库中的帧类型。
【文档编号】H04L29/06GK105846888SQ201610362737
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】樊龙飞, 邱云江
【申请人】四川润泽经伟信息技术有限公司