(高清版)GBT 39350-2020 空间数据与信息传输系统 遥控空间数据链路协议

国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I V 1 1 1 1 2 2 4 6 9 9 96.3多路访问点包(MAPP)业务 6.4虚拟信道包(VCP)业务 6.5多路访问点访问(MAPA)业务 6.6虚拟信道访问(VCA)业务 6.7虚拟信道帧(VCF)业务 6.8主信道帧(MCF)业务 6.9通信操作规程(COP)管理业务 7协议数据单元格式 7.1位序号的约定 7.2遥控传送帧格式 228协议流程 248.1发送端协议流程 8.2接收端协议流程 9管理参数 9.3主信道管理参数 9.4虚拟信道管理参数 9.6包传送管理参数 38Ⅱ 39 40 4110.5SDLS业务增加的管理参数 42附录A(资料性附录)本标准与ISO22664:2016相比的结构变化情况 附录B(资料性附录)本标准与ISO22664:2016的技术性差异及原因 3 4 7 7 8 20 21 22图12CLCW的构成图 22图13MAPP处理功能的抽象模型 25图14MAPP处理流程示例 图15MAP生成功能的抽象模型 26 26图17MAP多路复用功能的抽象模型 27 27图19虚拟信道包处理流程示例 28图20虚拟信道生成功能的抽象模型 28图21虚拟信道多路复用功能的抽象模型 29图22主信道多路复用功能的抽象模型 图23所有帧生成功能的抽象模型 30 31 32图27虚拟信道包提取功能的抽象模型 33 34 35图31所有帧接收功能的抽象模型 35图32D类传送帧(带段头)的SDLS域示意图 39 39 5Ⅲ 36 37 表7MAP管理参数 38 42表A.1本标准与ISO22664:2016的章条结构差异 43 45V本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则本标准使用重新起草法修改采用了ISO22664:2016《空间数据与信息传输系统遥控空间数据链本标准与ISO22664:2016相比在结构上有较多调整，附录A列出了本标准与ISO22664:20——删除了ISO22664:2016中第1章关于原理定义文档结构参考文献等部分内容；——将ISO22664:2016中附录A“缩略语”改为了正文第4章；本标准由全国宇航技术及其应用标准化技术委员会(SAC1下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引GB/T2900.54电工术语无线电通信：发射机、接收机、网络和运行(GB/T2900.54—2002,GB/T39349空间数据与信息传输系统遥控同步与信道编码(GB/T39349—2020,ISO22642:GB/T39351空间数据与信息传输系统遥测空间数据链路协议(GB/T39351--2020,CCSDS:空间数据系统咨询委员会(consultativecommitteeCLCW:通信链路控制字(communicationslinkcontrolword);COP:通信操作规程(communicationoperationprocedure);CRC:循环冗余校验(cyclicredundancycheck);FARM:帧接受和报告机制(frameacceptanceand2图1说明了本协议与OSI参考模型间的对应关系。遥控空间数3OSI分层网络及上层数据链路数据链路层网络及上层传送帧帧头包含三个标志域：传送帧版本号(TFVN)、航天器标识(SCID)和虚拟信道标识4GMAPID=GVCID+MAPID=MCID+VCID+MAPID=TFVN+SCID+VCID+MAPMAP信道(可选):由GMAPID标识虚拟信道：由GVCID标识程序规范定义了协议实体实施对等实体间信息发送的程序。程序定义独立于具体实施方法或业务用户用SAP地址来标识。每个SAP包含两个端口，两个端口对应于5.2.2中描述的两种业务5服务类型包多路访问点包(MAPP)业务为用户提供包变长度数据包在虚拟信道上的传送6表1(续)服务类型MAPA业务多路访问点访问(MAPA)业务为用户提元长度不受传送帧数据域长度的限制可变长度自定义格式的业务数据单元务数据单元长度不能超出传送帧数据域的最大长度不适用帧不应用虚拟信道上的传送业务。VCF业务不区分业务类型，也不保证完备性不适用帧不应用信道上的传送业务。MCF业务不区分不适用不适用不适用件通知业务用户。用户需经过授权才能管理虚拟信道上的通信操作规程，一个虚拟信道上只允许一个用户使用该业务a)MCF业务不能和其他业务共享同一主信道；b)VCF业务、VCA业务以及VCP业务不能共享同一虚拟信道；c)MAPP业务和MAPA业务不能共享同一MAP。遥控空间数据链路协议将发送端用户提供的各类业务数据单元封装在协议数链路层底层提供的业务进行传送。遥控空间数据链路协议的协议数据单元为遥控传送帧，遥控传送帧7d)序列控制(只适用A类业务):丢失的协议数据单元的重传，拒收不符合顺序和重复的协议数e)流控制(只适用A类业务)。如果协议实体支持SDLS协议，协议实体使用SDLS功能来配置安全特征。本协议不涉及以下——SDLS协议的配置和管理。发送端和接收端协议实体的内部组织如图3和图4所示。图3数据流是从上到下，图4数据流从下到上。图中上半部分的四个功能组成分段子层，下半部分四个VC生成MAP生成业务管理服务业务业务业务数据流方向VC解复用数据流方向图4接收端协议实体的内部组成8根据图3和图4中的多路复用和解复用关系抽取不同数据单元之间的关系图如图5所示，该图也图5中复用用三角表示，根据复用算法将多个具有不同标识的若干数据单元进行复用生成一个数包业务帧业务包COP协议规定了遥控空间数据链路协议在发送端和接收端所执行的闭环流程。通信操作规程为帧接受和报告机制(FARM)。发送端的FOP负责将传送帧传送到接收端的FARM,接收端的FARM通过通信链路控制字(CLCWs)向发送端的FOP报告传送帧的接受状态。a)差错控制编码和译码功能；b)位跳变的产生和识别功能(可选);遥控空间数据链路协议可以要求同步和信道编码子层对提交给他的数据单元执行系统重复发送。对于A类业务，系统重复发送次数由管理者使用COP控制命令按照虚拟信道进行管理和设定。9发送端的MAPP业务用户通过该原语请求业务提供方在MAP上进行包的传送。该原语参数MAPP_NOTIFY.indicationNotificationType)MAPP.indication原语发送端的VCP业务用户通过该原语请求业务提供方在虚拟信道上进VCP_NOTIFY.indication(VCP.indication原语发送端业务用户准备好需传送的MAP_SDU时产生。发送端的业务提供方收到该原语后进行MAPA_NOTIFY.indicationNotificationType)MAPA,indication原语发送端业务用户准备好需传送的VCA_SDU时产生。发送端的业务提供方收到该原语后进行VCA_NOTIFY.indication(GVCF,indication原语MCF.request原语MCF.indication原语DIRECTIVE_NOTIFY.indicatioASYNC_NOTIFY.indication(GNotificationType,N位数据域b)传送帧数据域(最长1019字节或1017字节，必选);(可选)(5字节)帧版本号命令标识预留帧序号1字节控制命令标识用于区分传送帧数据域中传送的是控制命令还是数据，控制命接收端对旁路标识和控制命令标识的组合状态的说明见表2。旁路标识说明00AD类型，表示传送帧数据域携带的是帧数据的单元，使用FARM01保留1011VCID用于标识虚拟信道，VCID的取值范围为0～63为全0。传送帧数据域和传送帧主导头之间无间隔。传送帧数据域中包含整数个字1019字节(无差错控制域)或1017字节(有差错控制域)。a)段头(可选):一个虚拟信道上包含多个MAP或者业务数据单元长度超过单帧允许长度时1)完整的包；2)多个包；3)包的一部分；4)完整的MAP_SDU;1)完整包；2)多个包；3)完整的VCA_SDU。段头(1字节)图9段头格式表3序列标志含义01001011控制命令本标准定义了两种控制命令：b)设置V(R):V(R)代表接收端期望接收的帧序号，也是发送端传送下一个A类传送帧的帧序号。c)设置V(R)控制命令由三个字节组成，取值如下：其中：XXXXXXXX的值为FARM设置的期望接收的帧序号的值。7.2.4帧差错控制域帧差错控制域为可选项，由任务确定是否选用。帧差错控制域无间隔地紧接在操作控制域(如果选用)或传送帧数据域之后，长度为2字节。如果选用，则在整个任务阶段同一个物理通道的每个传送帧内都包含帧差错控制域。帧差错控制域能够检测传输和数据处理过程中引入传送帧的差错。特定物理通道是否选用该域取决于任务对数据质量的要求和下层信道编码层采用的选项。对于某些信道编码子层选项，该域为必选项。帧差错控制域编码过程帧差错控制域采用CRC技术。编码过程输入(n-16)bit(为传送帧除帧差错控制域以外部分，n为传送帧长度),通过在末尾16位附加一个16bit的帧差错控制域生成一个二进制系统码块(n,n-帧差错控制编码处理的表达式见公式(1),公式(1)中所有的计算为模2计算。FECF=[X¹⁶·M(X)+X(a-16)·L(X)]modG(X)…………FECF——16bit帧差错控制域，传送的第一位是最高位P₀(对应X的最高幂次);X——多项式变量；G(X)——生成多项式。L(X)、G(X)分别按公式(2)和公式(3)计算。将公式(2 (2) (3) P₀——传输的第一位(对应X的最高幂次);P.——传输的第n位。X"-16·L(X)在编码之前移位寄存器初值应为全1。图10所示为一个典型编码生成器，对于每一帧，移位寄存器的每个单元初始化为1,联动开关在位置(1)时输出的是信息位，在位置(2)时输出的是S(X)——综合多项式，检验无错为0,有错为非0,传输的第一位是最高位S₀(对应X最高幂次);接收块C·(X)等于发送块C(X)模2加上nbit校验块E(X),即C*(X)=C(X)+E(X),均以相同形式的多项式表示，即最高位C。或E。为X最高幂次的二进制系数。图11所示为一个典型译码生成器，对于每一帧，移位寄存器的每个单元初始化为1。帧长为nbit,即(n—16)bit信息位加上16bitFECF。一帧的nbit逐位进入输入端。校验后如果移位寄存器各单元全为0表示校验无误，否S₀——传输的第一位(对应X的最高幂次);Sn——传输的第n位。SS₇x⁵x⁶SSS₇x⁵x⁶Sx⁷x¹x2-x-xx¹⁵CLCW是由接收端FRAM向发送端FOP报告帧接收状态的协议数据单元，通过反向链路发送，e)VCID(6bit,必选);g)标志(5bit,必选);j)报告值(8bit,必选)。CLCW版本号识预留FARM-B计数RF可用比特同步标志1bit标志标志图12CLCW的构成图VCID用于标识当前CLCW相关的虚拟信道。RF可用标志用于指示物理信道是否准备好。该标志应用于所有虚拟信道，物理信道状态变化时比特同步标志用于表明物理层在收到数据流时是否获得比特同步。该标志应用于所有虚拟信道，a)“1”:表明FARM处于锁b)“0”:表明FARM处于可以接受A类传送帧的状态。a)“1”:表明在该标志清除前，当前虚拟信道上的所有A类传送帧将被FARM拒收；b)“0”:表明接收端可以接收和处理新来的A类传送帧。MAPP处理功能用于在MAP上传送可变长度的包。每个MAP有一个MAPP处理功能实例。包MAPP包包图13MAPP处理功能的抽象模型包包分段组装段头段头图14MAPP处理流程示例MAP生成功能用于在MAP上传送用户自定义的变长的业务数据单元(MAP_SDUs)。每个MAP有一个MAP生成功能实例。MAP_SDU超出帧数据单元允许的最大长度时，MAP生成功能将MAP_SDU拆分成和帧数据单a)MAP_SDU的第一字节紧跟在第一个帧数据单元中的b)MAP_SDU的第一部分和接续部分的帧数据单元可达到帧数据单元允许的最大长度；c)MAP_SDU最后一部分的帧数据单元包含段头和MAP_SDU剩余的所有数据。同一MAP_SDU的所有部分需在MAP上连续传送，不准许与其他MAP_SDU交叉传送。MAP_SDU长度小于帧数据单元允许的最大长度时，在MAPMAP生成功能的抽象模型如图15所示，MAP生成流程的示例如图16所示。图15MAP生成功能的抽象模型分段段头帧数据单元段头MAP多路复用功能将一个虚拟信道上不同MAP的帧数据单元多路复用在一起。每个包含多个MAP的虚拟信道上都有一个MAP多路复用功能实例。MAP多路复用功能接收MAPP处理功能和MAP生成功能产生的帧数据单元，并按照管理参数MAP多路复用功能的抽象模型如图17所示。8.1.5虚拟信道包(VCP)处理功能虚拟信道包处理功能用于在虚拟信道上传送可变长度的包。每个虚拟信道允许的最大帧数据单元的长度之内。虚拟信道上传送多版本包时，多版本包多路复用后放入帧数据虚拟信道包处理功能的抽象模型如图18所示，虚拟信道包处理流程示例如图19所示。包包图18虚拟信道包处理功能的抽象模型包包包包包包包虚拟信道生成功能是本协议的核心部分，它构造传送帧并执行协议从发接收端的大部分操作。每一个虚拟信道都有一个虚拟信道生成功能的实例。虚拟信道生成功能按照下b)帧生成流程：FOP接收来自MAP多路复用功能、虚拟信道包处理功能或VCA业务用户(一个VCA_SDU被当作一个帧数据单元)的帧数据单元，通过检查CLCW中的报告字产生控制虚拟信道生成功能的抽象模型如图20所示。虚拟信道多路复用功能用于在主信道MC上将不同虚拟信道上的传送帧进行多路复用。每个含虚拟信道多路复用功能将从各个虚拟信道生成功能和虚拟信道帧业务用户(如有这类用户)接收到虚拟信道多路复用功能的抽象模型如图21所示。VCVC生成功能VCF用户VCFVCF主信道的虚拟信道多路复用功能主信道多路复用功能多路复用主信道多路复用功能用于将一个物理信道上的不同主信道传送帧多路复主信道多路复用功能将从各个主信道生成功能和主信道业务用户(如有该主信道多路复用功能的抽象模型如图22所示。全帧全帧包能包MAPA业务用户一个MAP信道上的MAPMAP解复用功能将同一虚拟信道上不同MAP的帧数据单元解复用，丢弃无效MAP_ID的帧数据单元，根据MAP_ID将解复用后的帧数据单元送给MAPP提取功能和/或MAP接收功能。每个包含多个MAP的虚拟信道有一个MAP解复用功能实例。MAP解复用功能的抽象模型如图26所示。图26MAP解复用功能的抽象模型虚拟信道包提取功能用于从虚拟信道接收功能接收到的固定长度传送帧数据域中提取变长的包，虚拟信道包提取功能的抽象模型如图27所示。PVN为n的包包提取功能数据域虚拟信道接收功能应实现帧接受和报告机制(FARM),这是通信操作规程(COP)的一个子流程，虚拟信道接收功能的抽象模型如图28所示。提取功能数据域MAP解复用功能图28虚拟信道接收功能的抽象模型虚拟信道解复用功能根据VCID对主信道上的传送帧进行解复用，丢弃VCID无效的传送帧，VCID有效的传送帧送给VC接收功能和虚拟信道帧用户。每个包含多个虚拟信道的主信道有一个虚虚拟信道解复用功能的抽象模型如图29所示。图29虚拟信道解复用功能的抽象模型主信道解复用功能根据MCID将一个物理信道上不同主信道的传送帧进行解复用，解复用后的传送帧转发给虚拟信道解复用功能和主信道帧用户。每个包含多个主信道的物理信道主信道解复用功能的抽象模型如图30所示。用功能主信道帧道帧帧全帧发送端遥控空间数据链路协议将传送帧传送到信道编码子层。信道编码子层对传送帧进行编码，接收端的信道编码子层完成译码，将译码正确后的数据交付给遥控空间数据遥控空间数据链路协议从信道编码子层收到一帧数据开始的信号后，将其后帧定界及去除填充流程将通过长度域检测的帧传送给收到的字节总数大于有效帧长度域表示的数，则假设帧有效长度之后的字节为填充数据，和填充图样接收到的所有类型传送帧都要进行帧有效性检查。在帧有效性检查流程中，b)传送帧应有一个预期的MCID;9管理参数通过协议双方的接口控制文件来规定和约束。任务发生变化时，可以重新配置物理信道管理参数应符合表4中的定义。管理参数说明取值类型或范围字符串整数，最大值为1024,单位为字节表4(续)管理参数说明取值类型或范围是/否作为一个数据单元送给编码子层的最大传送帧数目实数/秒主信道管理参数应符合表5中的定义。管理参数说明取值类型或范围有VCID集整数集(0～63)注：一个物理信道上的所有传送帧的TFVN相同。虚拟信道管理参数应符合表6中的定义。管理参数说明取值类型或范围最大传送帧长度11实数/秒是否存在段头存在/不存在数据域内容(如果段头不存在)有效MAP标识(如果段头存在)整数集(0～63)MAP多路复用方案(如果段头存在)表6(续)管理参数说明取值类型或范围组装(如果没有段头，且数据域内容为包)允许/禁止注：一个物理信道上的所有传送帧的传送帧版本号相同。表7MAP管理参数管理参数说明取值类型或范围最大帧数据单元长度(单位为字节)组装(如果数据域内容为包)允许/禁止允许/禁止MAP_SDU长度(单位为字节)(如果MAP容许分段)注：一个物理信道上的所有传送帧的传送帧版本号相同。管理参数说明取值类型或范围000(二