一种基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统技术方案

本发明专利技术提出了一种基于4G移动网络的多链路聚合的实时数据传输系统，通过不同的4G运营商接入公共无线网实现数据并行冗余传输。本发明专利技术技术方案通过控制套接字，将多个4G无线链路聚合，扩展了可用带宽，提高了数据传输速率以及传输的稳定性。同时将raptor码与多链路结合，并采用了UDP传输协议，可以更好地满足无人机数据传输的实时性可靠性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统
本专利技术涉及一种无人机多链路并发传输系统，尤其涉及一种基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统。
技术介绍
随着移动4G通信网络的建设与普及，通过移动数据网络传输实时数据已经成为可能。并且公共移动通信网络具有大区域宽带无缝覆盖特性，正成为无人机测控的新技术手段，受到广泛重视。无人机测控系统要传输的数据有遥控遥测数据和高清图像数据。虽然单个4G终端的理论数据上行带宽能够满足测控数据实时传输的要求，但在实际应用中，受基站总体上行带宽影响以及单个运营商无线信号网络覆盖范围限制，同时无人机在飞行过程中传输链路变化剧烈，上行带宽常常无法满足实时传输稳定性的要求，进一步来说，设备的CPU和内存等提供了远超出传送数据所需的运算能力，大多数情况下都处于空闲状态，而无线网卡一直处于数据发送状态。移动通信基站覆盖广泛，4G网络普及高，将多个4G移动网络聚合并发传输，有利于提高宽带利用率。因此，专利技术一种基于4G移动网络的多链路聚合的实时数据传输系统，将多个运营商网络上的多条移动通信链路进行聚合，以提高带宽利用率，并确保人民团体链路的可靠性，就成为一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于突破现有技术的限制，提供一种基于4G移动网络的多链路聚合的实时数据传输系统，充分考虑无人机应用4G移动网络时的带宽和不稳定的限制，将多个无线信道聚合，实现无人机测控实时数据的并发传输。本专利技术提供的解决技术方案如下：一种基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，包括：无人机机载多链路聚合发送端和地面监控接收端，所述机载多链路聚合发送端通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，将要发送的数据通过聚合无线链路，并行发送到基站，所述地面监控接收端通过创建接收套接字完成数据接收。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，包括：所述机载多链路聚合发送端采用Raptor喷泉码对所述数据进行编码。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，是指通过应用层编程，实现原始套接字与4G通信模块的IP地址绑定，通过操作套接字，控制编码数据从指定的网卡收发。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，还包括：采用匹配源地址的方式设定策略路由规则，将数据包的源地址与其要经过的网卡相关联，并通过负载均衡，实现4G通信链路的聚合。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述策略路由规则包括：在应用层将套接字与4G通信模块的IP绑定，建立多张路由表，再将某个4G网卡链接的IP地址作为通过该网卡发送数据包的源地址。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述负载均衡采用加权轮转，根据各信道带宽使用情况，确定各4G链路的轮转加权值，动态调整每条链路的数据包发送量。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，采用UDP传输协议进行数据传输。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述无人机机载多链路聚合发送端包括无人机机载测控系统、机载4G多链路模块；所述地面监控接收端包括地面4G多链路模块、地面接收监控中心。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述4G多链路模块包括测控数据采集/处理、raptor编解码、Socket套字接、UDP数据发送/接收、无线信道监控、4G通信模块。进一步的，所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述地面监控接收端通过创建接收套接字完成数据接收，包括：创建接收套接字，监听指定接收端口，将所有发往该端口的数据包存放入接收缓冲队列中，并进行raptor译码，若译码成功，则根据数据包中的源地址，回送接收确认消息，若译码不成功，则继续接收数据至缓冲队列，直至译码完成。本专利技术的优点在于，通过控制套接字，将多个4G无线链路聚合，扩展可用带宽，提高了数据传输速率以及传输的稳定性；将raptor码与多链路结合，并采用了UDP传输协议，满足无人机数据的实时性可靠性传输，且无需考虑数据包发送和接收的顺序问题。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其它优点还可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术实施例提供的实时数据传输系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的机载多链路聚合发送端的框图；图3为本专利技术实施例提供的负载均衡示意图；图4为本专利技术实施例提供的Raptor编码示意图；图5为本专利技术实施例提供的UDP数据包封装示意图；图6为本专利技术实施例提供的机载多链路聚合发送端策略路由规则框图；图7为本专利技术实施例提供的地面监控中心接收框图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例一一种基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，包括：无人机机载多链路聚合发送端和地面监控接收端，所述机载多链路聚合发送端通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，将要发送的数据通过聚合无线链路，并行发送到基站，所述地面监控接收端通过创建接收套接字完成数据接收。实施例二如图1所示，为本专利技术提供的一种基于4G移动网络的多链路聚合的实时数据传输系统结构示意图，系统应用了前向纠错的Raptor喷泉码和动态数据分配技术。所述4G多链路聚合系统包括：无人机机载多链路聚合发送端和监控接收端。所述无人机机载多链路聚合发送端包括无人机机载测控系统、机载4G多链路模块；所述地面监控接收端包括地面4G多链路模块、地面接收监控中心。所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述4G多链路模块包括测控数据采集/处理、raptor编解码、Socket套字接、UDP数据发送/接收、无线信道监控、4G通信模块。所述机载多链路聚合发送端，采用多链路聚合的方法，通过创建套接字，将三个4G无线链路聚合。所述套接字在应用层上实现，创建三个套接字分别与三个4G网卡的IP地址绑定，采用匹配源地址的方式添加策略路由规则，通过操作套接字，将数据包由指定4G链路发送至目的地址。所述方法包括：步骤A：当有实时数据需要发送时，采用raptor编码，产生无码率编码包。步骤B：通过创建socket套接字，绑定特定的网卡IP，建立多个路由。步骤C：对数据包添加源地址、目的地址、源端口、目的端口和服务类型，并匹配UDP传输协议。步骤D：通过操作套接字，根据策略路由和负载均衡算法，控制数据包选择路由表，分别从指定的4G通信模块发送至基站，然后经过核心网络传送到地面监控中心的指定接收端口，实现数据的并发传输。所述动态数据分配技术通过监控模块监控无线信道状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，包括：无人机机载多链路聚合发送端和地面监控接收端，所述机载多链路聚合发送端通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，将要发送的数据通过聚合无线链路，并行发送到基站，所述地面监控接收端通过创建接收套接字完成数据接收。

【技术特征摘要】
1.一种基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，包括：无人机机载多链路聚合发送端和地面监控接收端，所述机载多链路聚合发送端通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，将要发送的数据通过聚合无线链路，并行发送到基站，所述地面监控接收端通过创建接收套接字完成数据接收。2.根据权利要求1所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，包括：所述机载多链路聚合发送端采用Raptor喷泉码对所述数据进行编码。3.根据权利要求1或2所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，是指通过应用层编程，实现原始套接字与4G通信模块的IP地址绑定，通过操作套接字，控制编码数据从指定的网卡收发。4.根据权利要求3所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述通过控制套接字将2个以上4G通信链路聚合，还包括：采用匹配源地址的方式设定策略路由规则，将数据包的源地址与其要经过的网卡相关联，并通过负载均衡，实现4G通信链路的聚合。5.根据权利要求4所述的基于4G移动网络的多链路聚合实时数据传输系统，其特征在于，所述策略路由规则包括：在应用层将套接字与4G通信模块的IP绑定，建立多张路由表，再将某个4G网卡链接的IP地址作...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈浩，刘康，郝慧明，方光青，
申请(专利权)人：北京韦加航通科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京,11