本技术公开了一种基于近端策略优化的高级在轨系统智能成帧方法,包括:建立数据包模型,将实时业务的数据包进入时敏业务队列,非实时业务的数据包进入非时敏业务队列;分别针对时敏业务队列、非时敏业务队列中的数据包执行实时成帧算法、高效成帧算法,计算平均成帧时间、帧复用效率、平均包时延,将的数据包封装成传输帧,将封装完成的传输帧进入虚拟信道调度单元并进行输出。本发明所设计的方法兼顾了实时业务和非实时业务的不同传输需求,增强了AOS系统的网络服务质量,实现业务类型多样化的空间数据的高效传输。
背景技术
近年来,深空探测、载人航天、卫星开发等宇宙探索活动在全球范围内日趋活跃,回传数据涉及工程遥测、生理遥测、工程遥控、科学观测、科学实验、延时回放、音频、视频等,呈现业务类型差异大、传输速率差异大、服务质量需求(Quality of Service, QoS)差异大等新特征,对空间数据系统传输的实时性和可靠性提出了更高要求。为此,空间数据系统咨询委员会(Consultative Committee for Space Data Systems, CCSDS)制定了高级在轨系统(Advanced Orbiting System, AOS)协议。AOS要求具有相同或相似QoS的多个数据包可以在同一虚拟信道调度单元中复用,并分段装入固定长度的复用协议数据单元(Multiplexing Protocol Data Unit, MPDU)中,加上控制信息后生成一个完整的数据帧,以提升空间链路复用效率。
当前,AOS中的帧生成算法主要分为三种:等时成帧算法、高效成帧算法和自适应成帧算法。等时成帧算法的原理是将成帧时间门限值设定为固定值,不管到达的数据包的多少,到达设定的成帧时间即封装成一帧,若到达数据包总数未达到MPDU包区长度,则使用空闲包填充。然而,对于非时敏数据包,因其对成帧时间的要求不高,使用等时成帧算法可能会导致帧复用效率过低,由此,高效成帧算法被提出。其原理是,在数据包连续不断进入队列的情况下,只有当累积数据包长度达到一个MPDU包区长度时才封装成帧发送。但是,上述两种成帧算法标准均过于单一,而自适应成帧算法能够通过预先设置成帧时间门限值和MPDU包长进行控制。具体做法是,当帧等待时间小于设定的门限值,且MPDU区域已经被到达数据包填满时,立即进行帧的封装和发送;当帧等待时间达到最大门限值且MPDU缓存区未被填满时,则利用空闲包补全整个传输帧。然而,此类算法大多需要通过预先设定相关参数,比如成帧时间门限、迭代次数等,无法与环境实时交互,导致其在业务类型多样、网络状态时变的空间系统中的应用效率低下。
实现思路