面向?qū)Ш叫亲男情g傳輸協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉騏銘，馮旭哲，岳宇航

(國(guó)防科技大學(xué) 機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，長(zhǎng)沙　410073)

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面向?qū)Ш叫亲男情g傳輸協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉騏銘，馮旭哲，岳宇航

(國(guó)防科技大學(xué) 機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院，長(zhǎng)沙410073)

星間網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是衛(wèi)星通信的基礎(chǔ);目前，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的功能越來(lái)越復(fù)雜，使得協(xié)議的測(cè)試越來(lái)越重要;星間網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中處于核心地位的傳輸層協(xié)議是在測(cè)試中受到重點(diǎn)關(guān)注;由于導(dǎo)航星座的條件限制，現(xiàn)階段難以對(duì)其使用的傳輸協(xié)議進(jìn)行整網(wǎng)測(cè)試，因此需要一個(gè)協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)來(lái)滿足測(cè)試需求;在分析了導(dǎo)航星座通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)與星間傳輸協(xié)議的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了傳輸協(xié)議測(cè)試系統(tǒng);該測(cè)試系統(tǒng)對(duì)星間網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的傳輸層協(xié)議進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，并通過(guò)數(shù)據(jù)總線來(lái)模擬數(shù)顆衛(wèi)星之間的數(shù)據(jù)通信;測(cè)試結(jié)果表明，測(cè)試系統(tǒng)能夠滿足星間傳輸協(xié)議的測(cè)試需求。

導(dǎo)航星座；星間傳輸協(xié)議；協(xié)議測(cè)試

0　引言

星間網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是衛(wèi)星通信的基礎(chǔ)。傳輸層是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中一個(gè)重要的協(xié)議層，傳輸層協(xié)議處于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的核心地位。其保證數(shù)據(jù)流的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠性保證、時(shí)效性保證、流量控制等功能。

傳輸協(xié)議在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，可能會(huì)由于實(shí)現(xiàn)者對(duì)協(xié)議的不同理解或者實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的非形式化因素，導(dǎo)致協(xié)議實(shí)現(xiàn)的功能與協(xié)議規(guī)范的要求不一致[1]。故在傳輸協(xié)議投入使用之前必須進(jìn)行協(xié)議測(cè)試，以確定協(xié)議實(shí)現(xiàn)是否與其協(xié)議規(guī)范相一致。

導(dǎo)航星座是按照要求分布在多個(gè)軌道的衛(wèi)星群整體，其各個(gè)衛(wèi)星協(xié)同作業(yè)，主要完成衛(wèi)星導(dǎo)航任務(wù)。本文關(guān)注的是導(dǎo)航星座的星間傳輸協(xié)議，其應(yīng)用于導(dǎo)航衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)傳輸。在導(dǎo)航星座的建設(shè)過(guò)程中，在單顆衛(wèi)星的設(shè)計(jì)研制階段，衛(wèi)星測(cè)試階段以及在衛(wèi)星正式組網(wǎng)運(yùn)行之前時(shí)，如何對(duì)星上使用的傳輸協(xié)議進(jìn)行測(cè)試是一個(gè)重要問(wèn)題。由于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)沒(méi)有完整組網(wǎng)，不具備傳輸協(xié)議的衛(wèi)星整網(wǎng)測(cè)試條件。因此需要設(shè)計(jì)一個(gè)傳輸協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)現(xiàn)星間傳輸協(xié)議并模擬星間數(shù)據(jù)通信，對(duì)衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)上的星間傳輸協(xié)議進(jìn)行測(cè)試。

1　導(dǎo)航星座衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)

1.1衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)

導(dǎo)航星座是一類(lèi)較為復(fù)雜的衛(wèi)星星座，其精密度很高，由多顆導(dǎo)航衛(wèi)星組成。導(dǎo)航衛(wèi)星之間通過(guò)無(wú)線鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)星座組網(wǎng)，形成衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)。在導(dǎo)航星座中，導(dǎo)航衛(wèi)星提供的功能是一致的，所以各個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星在本質(zhì)上可以看作是對(duì)等的。因此可以將導(dǎo)航星座衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)理解為一個(gè)具有多個(gè)對(duì)等節(jié)點(diǎn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)[2]。

本文所針對(duì)的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)接入模式為時(shí)分多址接入模式(TDMA)， 在TDMA模式下，時(shí)間被劃分為等同的時(shí)隙，衛(wèi)星通信采用同一頻率，不同的擴(kuò)頻碼。在每個(gè)時(shí)隙內(nèi)，每顆衛(wèi)星都有各自不同的建鏈對(duì)象，衛(wèi)星之間擁有互不干擾的無(wú)線鏈路，并且每顆衛(wèi)星同時(shí)有且僅有一條鏈路[3]。 到了下一個(gè)時(shí)隙，每顆衛(wèi)星都會(huì)斷開(kāi)鏈路，并按規(guī)律切換建鏈對(duì)象。某衛(wèi)星軌道在不同時(shí)隙內(nèi)無(wú)線鏈路的狀態(tài)如圖1所示。

圖1　某軌道在不同時(shí)隙內(nèi)的鏈路狀態(tài)

時(shí)隙之上的單位稱(chēng)為超幀，超幀包含了固定數(shù)量的時(shí)隙。超幀內(nèi)的時(shí)隙都會(huì)按照一定規(guī)律變化。圖2表示某顆衛(wèi)星按某種規(guī)律的時(shí)隙變化圖。

圖2　某顆衛(wèi)星的時(shí)隙變化圖

在這個(gè)例子中，每個(gè)超幀有3個(gè)時(shí)隙，在一段時(shí)間內(nèi)，每個(gè)超幀的內(nèi)容一樣，可視為一個(gè)周期。該衛(wèi)星在超幀內(nèi)根據(jù)時(shí)隙的變化先后與3顆衛(wèi)星分別建鏈。同樣的，其他衛(wèi)星都有各自的時(shí)隙變化規(guī)律。

1.2星間傳輸協(xié)議

傳統(tǒng)地面互聯(lián)網(wǎng)中，TCP/IP協(xié)議是使用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。但是由于TCP協(xié)議是針對(duì)地面網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)的傳輸協(xié)議。在具有誤碼率高、傳輸時(shí)延大、鏈路不對(duì)等特性的空間環(huán)境中應(yīng)用效果不佳。因此關(guān)于空間環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議得到了大力的研究與發(fā)展。

在關(guān)于空間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議中，最著名的就是CCSDS提出的SCPS協(xié)議。SCPS協(xié)議以TCP/IP協(xié)議棧為模型并基于TCP/IP協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)[4]，目的是解決由空間網(wǎng)絡(luò)的特性帶來(lái)的傳輸可靠性保證方面的問(wèn)題，從而適用于空間通信環(huán)境。

SCPS協(xié)議包含了一系列不同功能的協(xié)議，圖3說(shuō)明了協(xié)議分層結(jié)構(gòu)與分層功能。

圖3　協(xié)議分層結(jié)構(gòu)與分層功能

本文主要研究的是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中處于核心地位的傳輸層協(xié)議，其他層的協(xié)議不作過(guò)多考慮。傳輸層協(xié)議主要功能如下。

1)數(shù)據(jù)的可靠傳輸：包括數(shù)據(jù)的應(yīng)答、數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)與重傳、重傳定時(shí)設(shè)置等[2]。

2)網(wǎng)絡(luò)擁塞控制與流量控制：在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)控制數(shù)據(jù)傳輸，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)性能。

2　測(cè)試系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1測(cè)試系統(tǒng)功能

在分析了衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)與傳輸協(xié)議的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一個(gè)協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)來(lái)驗(yàn)證協(xié)議實(shí)現(xiàn)是否能按照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)正確實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。由于傳輸層協(xié)議不涉及信息傳輸?shù)慕橘|(zhì)與接口問(wèn)題，所以測(cè)試系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)總線來(lái)模擬星間的無(wú)線鏈路進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

因此，測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)為在地面上使用，能夠模擬導(dǎo)航星座的組網(wǎng)，利用數(shù)據(jù)總線傳輸模擬衛(wèi)星節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸。其主要實(shí)現(xiàn)以下功能：

1)星間數(shù)據(jù)生成，測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)格式，產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)；

2)星間數(shù)據(jù)傳輸，測(cè)試系統(tǒng)可以通過(guò)總線傳輸測(cè)試數(shù)據(jù)；

3)星間數(shù)據(jù)處理，測(cè)試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)星間傳輸協(xié)議，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，依據(jù)協(xié)議返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)；

4)星間數(shù)據(jù)保存，對(duì)各類(lèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，用于事后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行觀察分析；

5)虛擬節(jié)點(diǎn)模擬，模擬多個(gè)等效通信節(jié)點(diǎn)。

2.2測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

測(cè)試系統(tǒng)的目的是對(duì)星間傳輸協(xié)議進(jìn)行測(cè)試，而實(shí)際上，傳輸協(xié)議是以軟件實(shí)現(xiàn)的形式存在與衛(wèi)星的數(shù)據(jù)處理單元中。因此，本文選取的實(shí)際測(cè)試連接對(duì)象是一個(gè)星間傳輸數(shù)據(jù)處理單元。該數(shù)據(jù)處理單元作為一個(gè)被測(cè)通信節(jié)點(diǎn)，其實(shí)現(xiàn)了星間傳輸協(xié)議，并配備有處理器、星間數(shù)據(jù)傳輸總線芯片與接口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等，具備數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能。

在TDMA模式下，由于每顆衛(wèi)星在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)有且僅有一條鏈路，那么只需要與被測(cè)對(duì)象建立一條通信鏈路。在時(shí)隙改變時(shí)，只要改變建鏈的節(jié)點(diǎn)即可，對(duì)于傳輸層來(lái)說(shuō)，通信鏈路可以保持不變?？紤]到測(cè)試系統(tǒng)具有模擬多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)的功能，因此，對(duì)于被測(cè)節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，只需要采用一套設(shè)備就可以實(shí)現(xiàn)模擬導(dǎo)航星座網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸，為被測(cè)節(jié)點(diǎn)提供一種完備的傳輸協(xié)議測(cè)試手段。

根據(jù)實(shí)際條件與應(yīng)用需求搭建了測(cè)試平臺(tái)。測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象通過(guò)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行通信。各類(lèi)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線實(shí)時(shí)傳至CPU，CPU運(yùn)行測(cè)試軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理。用戶可以通過(guò)外接設(shè)備實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。圖4是測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試連接圖。

圖4　測(cè)試連接圖

測(cè)試系統(tǒng)模擬出多個(gè)等效通信節(jié)點(diǎn)，測(cè)試對(duì)象作為一個(gè)被測(cè)節(jié)點(diǎn)，它們均使用同樣的傳輸協(xié)議。整個(gè)系統(tǒng)初始化之后，處于等待用戶指令的狀態(tài)。用戶根據(jù)測(cè)試用例，在測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用程序中配置參數(shù)。配置完成后，測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)輸入的參數(shù)生成測(cè)試任務(wù)，并通過(guò)總線將測(cè)試任務(wù)告知被測(cè)對(duì)象，最后打開(kāi)測(cè)試數(shù)據(jù)文件，開(kāi)始測(cè)試任務(wù)。測(cè)試進(jìn)行時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)會(huì)按照TDMA模式工作，并按照測(cè)試任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的收發(fā)。直到測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送完畢或者用戶發(fā)送停止指令，測(cè)試結(jié)束。

3　測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

3.1軟件主要功能

為滿足測(cè)試需求，測(cè)試系統(tǒng)軟件應(yīng)具有下列功能：

1)能夠配置測(cè)試參數(shù)，能夠載入鏈路規(guī)劃表，讀取并解析規(guī)劃表中所包含的通信節(jié)點(diǎn)信息、傳輸速率信息、收發(fā)狀態(tài)信息，并由這些信息建立測(cè)試場(chǎng)景；

2)讀取源數(shù)據(jù)，并根據(jù)規(guī)劃表的解析結(jié)果，產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)總線進(jìn)行任務(wù)信息與測(cè)試數(shù)據(jù)的傳輸；

3)為每一個(gè)虛擬通信節(jié)點(diǎn)分配獨(dú)立的數(shù)據(jù)緩存，數(shù)據(jù)在發(fā)送或者接收后，能夠按照通信節(jié)點(diǎn)、收發(fā)時(shí)間、數(shù)據(jù)類(lèi)型等信息進(jìn)行分類(lèi)保存；

4)分通信節(jié)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)顯示各類(lèi)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量、應(yīng)答計(jì)數(shù)、轉(zhuǎn)發(fā)計(jì)數(shù)、重傳計(jì)數(shù)、錯(cuò)誤數(shù)據(jù)種類(lèi)與錯(cuò)誤數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)；

5)產(chǎn)生系統(tǒng)時(shí)間，作為測(cè)試系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。用戶能夠自行設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間。

3.2軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用程序在Visual C++環(huán)境下開(kāi)發(fā)，采用了模塊化設(shè)計(jì)，由用戶界面、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)生成模塊、鏈路規(guī)劃模塊、傳輸協(xié)議實(shí)現(xiàn)模塊、總線通信模塊與通信節(jié)點(diǎn)模擬模塊組成。各模塊協(xié)同工作以實(shí)現(xiàn)軟件主要功能。圖5是軟件結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5　軟件結(jié)構(gòu)示意圖

其中用戶界面包括配置界面和統(tǒng)計(jì)界面。用戶通過(guò)配置界面配置參數(shù)以實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)模塊直接或間接的控制，能夠?qū)崿F(xiàn)不同的測(cè)試場(chǎng)景，執(zhí)行不同的測(cè)試用例，提高了測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試覆蓋率。統(tǒng)計(jì)界面用于顯示得到各類(lèi)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

考慮到衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)處于TDMA模式下，程序設(shè)計(jì)為以時(shí)間觸發(fā)中斷的結(jié)構(gòu)。測(cè)試系統(tǒng)應(yīng)用程序根據(jù)系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)入各個(gè)中斷處理程序，使得通信過(guò)程嚴(yán)格按照時(shí)間進(jìn)行。這在確保了良好的軟件結(jié)構(gòu)與程序可控性的同時(shí)簡(jiǎn)化了編程與調(diào)試。

3.3軟件設(shè)計(jì)流程

測(cè)試系統(tǒng)軟件的工作流程如圖6所示。

圖6　軟件工作流程圖

測(cè)試系統(tǒng)軟件初始化首先完成了數(shù)據(jù)總線設(shè)備的初始化，并產(chǎn)生了系統(tǒng)時(shí)間，作為系統(tǒng)的時(shí)間基準(zhǔn)。整個(gè)通信過(guò)程嚴(yán)格按照時(shí)間進(jìn)行，這要求時(shí)間基準(zhǔn)必須精確可靠，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性與可靠性。

然后在用戶界面中載入規(guī)劃表，規(guī)劃表是用戶根據(jù)測(cè)試用例在測(cè)試前制作。測(cè)試系統(tǒng)對(duì)規(guī)劃表進(jìn)行解析，并結(jié)合配置參數(shù)，生成任務(wù)信息。任務(wù)信息中包含了通信節(jié)點(diǎn)號(hào)，通信速率，數(shù)據(jù)類(lèi)型、數(shù)據(jù)量以及收發(fā)狀態(tài)等信息。由這些信息，測(cè)試系統(tǒng)可以建立測(cè)試場(chǎng)景。同時(shí)將源數(shù)據(jù)按照傳輸協(xié)議幀格式加上幀頭信息產(chǎn)生測(cè)試數(shù)據(jù)。測(cè)試系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前使用的任務(wù)信息切換至當(dāng)前使用的通信節(jié)點(diǎn)、傳輸速率與收發(fā)狀態(tài)并將任務(wù)信息告知被測(cè)對(duì)象。被測(cè)對(duì)象同樣切換至對(duì)應(yīng)狀態(tài)后才開(kāi)始測(cè)試數(shù)據(jù)的傳輸。圖7為規(guī)劃表的格式。

圖7　規(guī)劃表格式

被測(cè)對(duì)象收到測(cè)試數(shù)據(jù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行誤碼校驗(yàn)，丟棄誤碼并作記錄。然后解析數(shù)據(jù)幀頭信息，以確定數(shù)據(jù)的類(lèi)型，判斷是否為應(yīng)答數(shù)據(jù)、是否需要應(yīng)答、是否為轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存入對(duì)應(yīng)的緩存區(qū)。 最后按照傳輸協(xié)議中的應(yīng)答機(jī)制、重傳機(jī)制、轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制對(duì)數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，返回?cái)?shù)據(jù)。

測(cè)試系統(tǒng)接收返回?cái)?shù)據(jù)完成后進(jìn)行數(shù)據(jù)解析與處理，并將此周期內(nèi)雙方的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)果記錄并顯示在用戶界面的統(tǒng)計(jì)界面。然后進(jìn)入下一周期，重復(fù)上述過(guò)程。直到測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)送完畢或者用戶發(fā)送停止指令，測(cè)試結(jié)束。

4　測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試

4.1測(cè)試用例說(shuō)明

為了對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，設(shè)計(jì)了一個(gè)典型的測(cè)試用例。

測(cè)試系統(tǒng)模擬0xC1-0xC6共6個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，被測(cè)對(duì)象作為通信節(jié)點(diǎn)0xE3。然后制作規(guī)劃表，設(shè)定六個(gè)節(jié)點(diǎn)與被測(cè)節(jié)點(diǎn)按時(shí)間節(jié)拍輪流通信，將通信速率設(shè)為50幀/周期。

發(fā)送的測(cè)試數(shù)據(jù)有遙控?cái)?shù)據(jù)、運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)與遙測(cè)數(shù)據(jù)，其中遙控?cái)?shù)據(jù)與運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)需要應(yīng)答。為0xC1、0xC2節(jié)點(diǎn)各配置1680幀遙控?cái)?shù)據(jù)，將目的地址設(shè)為0xE3，并在0xC2節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)中使用錯(cuò)誤的CRC； 為0xC3、0xC4節(jié)點(diǎn)各配置1400幀運(yùn)控?cái)?shù)據(jù)，將目的地址設(shè)為0xE3，并在0xC4節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)中使用錯(cuò)誤的CRC；為0xC5、0xC6節(jié)點(diǎn)配置840幀遙測(cè)數(shù)據(jù)，將0xC5節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的目的地址設(shè)為0xC1，0xC6節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的目的地址設(shè)為0xC2。三類(lèi)數(shù)據(jù)的幀速率均設(shè)為10幀/周期。

4.2測(cè)試結(jié)果分析

圖8是測(cè)試完成后用戶界面統(tǒng)計(jì)界面顯示的結(jié)果從顯示的結(jié)果來(lái)看，測(cè)試系統(tǒng)按照測(cè)試用例模擬了6個(gè)通信節(jié)點(diǎn)與1個(gè)被測(cè)節(jié)點(diǎn)。各通信節(jié)點(diǎn)均按照測(cè)試用例正確完成了數(shù)據(jù)的傳輸，并根據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，測(cè)試系統(tǒng)如實(shí)記錄各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸處理的結(jié)果。最后使用文件對(duì)比工具Beyond Compare對(duì)保存的收發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，確認(rèn)發(fā)送的數(shù)據(jù)與接收的數(shù)據(jù)內(nèi)容一致，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。系統(tǒng)實(shí)踐的結(jié)果證明本文設(shè)計(jì)的傳輸協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)是切實(shí)可行的。

圖8　測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)界面

5　結(jié)論

本文介紹了導(dǎo)航星座的傳輸層協(xié)議以及目前的星間傳輸協(xié)議測(cè)試中存在的困難。針對(duì)導(dǎo)航星座的衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了在地面使用的星間傳輸協(xié)議測(cè)試系統(tǒng)。測(cè)試結(jié)果表明測(cè)試系統(tǒng)正確實(shí)現(xiàn)了傳輸協(xié)議，能夠監(jiān)控星間數(shù)據(jù)的傳輸處理過(guò)程，可以根據(jù)測(cè)試用例生成各種測(cè)試場(chǎng)景?？偠灾?，測(cè)試系統(tǒng)能夠?qū)π情g傳輸協(xié)議的各項(xiàng)功能與工作流程進(jìn)行測(cè)試，滿足星間傳輸協(xié)議的測(cè)試需求，同時(shí)也為其他類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議測(cè)試提供了設(shè)計(jì)思路。

[1]何健. 嵌入式操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧測(cè)試的研究與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安電子科技大學(xué), 2014.

[2]吳光耀. 星間鏈路網(wǎng)絡(luò)高效組網(wǎng)與傳輸協(xié)議研究[D].長(zhǎng)沙：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué), 2014.

[3]吳光耀，陳建云，郭熙業(yè)，等. 基于TDMA的星間鏈路時(shí)隙分配設(shè)計(jì)與仿真評(píng)估[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2014(12)：4087.

[4]陳明玉，程子敬. SCPS-TP在衛(wèi)星鏈路上的性能測(cè)試及改進(jìn)策略[J].航天器工程, 2010,19(3):96-101.

Design of Inter-satellite Transmission Protocol Testing System for Navigation Constellation

Liu Qiming，F(xiàn)eng Xuzhe，Yue Yuhang

(School of Mechatronics Engineering and Automation, National University of Defense Technology, Changsha410073,China)

Inter-satellite network protocol is the basis of satellite communications. At present, the function of network protocol became more and more complex with the development of network technology, it makes the testing at protocol very important. The transport layer protocol which is at the core of inter-satellite network protocol receives great attention . Due to limited conditions of navigation constellation, currently, the entire network testing can not be done on transmission protocol. Therefore, a protocol testing system is needed to meet the test requirements. Based on analysis of navigation constellation communication network features and inter-satellite transmission protocol, a protocol testing system is designed. This system realize the transport layer protocol of inter-satellite network protocol and simulate communication between multiple satellites through the data bus. The test result shows that, the protocol testing is able to meet the test requirement of inter-satellite transport protocol.

navigation constellation; inter-satellite transmission protocol; protocol testing

2015-07-14；

2015-09-11。

劉騏銘(1991-)，男，湖南衡陽(yáng)人，碩士研究生，主要從事衛(wèi)星通信方向的研究。

1671-4598(2016)01-0054-03

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2016.01.014

TN919

A