一种CCSDS空间链路协议检测方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种CCSDS空间链路协议的自动检测方法及系统，所述方法为：针对协议包含的各类型业务的敏感字信息，调用改进QS算法逐层进行模式匹配，自动检测CCSDS空间链路协议类型；所述改进QS算法的最大跳跃距离达到j+N，当N较大时，极大提高算法匹配速度。具体说明如下：假设目标串T＝t

Method and system for detecting CCSDS space link protocol

Automatic detection method and system of the invention provides a CCSDS space link protocol, the method is: for each type of service agreement contains the sensitive word information, using improved QS algorithm for pattern matching layer, automatic detection of CCSDS space link protocol type; the improved QS algorithm when the maximum jumping distance reached j+N. N is large, greatly improve the matching speed. The details are as follows: suppose the target string T = t

【技术实现步骤摘要】
一种CCSDS空间链路协议检测方法及系统
本专利技术涉及空间数据通信领域，特别是涉及空间链路协议应用的标准化检测领域，尤其是针对CCSDS空间链路协议标准化应用的检测方法，即本专利技术提供了一种CCSDS空间链路协议检测方法及系统。
技术介绍
CCSDS（consultativecommitteeforspacedatasystem）空间链路协议作为一种空间数据系统传输标准在空间数据通信领域得到了广泛的应用，目前在对空间链路协议进行标准化检测方面，缺乏自动化检测方法，通常采用人工检测，为了判定协议应用是否符合标准，经常需要反复回溯查看比对，因此导致检测效率低，检测效果差，最终影响了数据判读的准确度。而在实际应用中，需要及时准确的确认空间数据传输设备和处理设备所应用的协议是否符合标准，才能够采用与之匹配的方法判读数据，保证不同接口单元之间的数据格式的一致性。因此如何有效的解决对空间链路协议检测的问题成为亟待解决的技术问题。在对协议进行自动检测中，需要采用高效的模式串匹配算法。作为一种单模式串匹配算法，QS（quicksearch）算法广泛应用于文本串信息检索匹配中，对于短模式串情况，算法效率较高。但对于CCSDS空间链路协议来说，待检测的信息是大量的’0’、’1’二进制位流数据，模式串较长，QS（quicksearch）算法的效率较低。为此，需要对QS（quicksearch）算法进行改进，使之适用于小字符集的模式匹配，尤其是CCSDS空间数据链路协议的二进制位流数据检测。假设目标串T＝t0t1...tn-1和模式串P＝p0p1...pm-1。QS（quicksearch）算法的基本思想是利用本次匹配不成功，尽可能多的跳过字符。设文本串当前的窗口为titi+1...ti+m-1，在它与模式串P＝p0p1...pm-1对齐发生匹配后，下一次移动的距离最少为1。由此，就可以利用文本串的下一个字符ti+m的信息。每次匹配结束后，QS算法总是在模式串中寻找与字符ti+m相同的字符来产生跳跃。这就得出了两种情况:1）当字符ti+m在模式串当中，跳跃距离为j,其中j为字符b在模式串P从右向左的过程中第一次出现的位置。2）当字符ti+m不在模式串当中，跳跃距离为m+1。对于CCSDS链路层协议来说，我们所需要识别的是二进制流，只有’0’、’1’两个字符，其字符集大小仅为2，而模式串为大量的位流数据，长度也比较长。例如，当我们识别数据中是否含有TM/AOS传输帧同步字时，其长度为4字节32位二进制串：00011010110011111111110000011101(16进制为：1ACFFC1D)。分析该二进制模式串可知，QS（quicksearch）算法的坏字符表只有0和1两项，在模式串中对应的跳跃距离分别为2和1。而字符ti+m非0即1，每次匹配的最大跳跃距离仅为2。这无疑会制约算法的匹配速度。但经过分析会发现，二进制模式串中通常会存在连续出现的0或1，其连续出现的个数越多，对跳跃步长的贡献越大。因此，可以利用模式串中的连‘0’或连‘1’特性，对QS（quicksearch）算法进行改进，提高算法效率，达到对协议进行自动检测的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，为克服现有技术的上述问题，本专利技术提供了一种CCSDS空间链路协议自动检测方法及系统。为实现上述目的，本专利技术提供一种CCSDS空间链路协议的自动检测方法，所述方法为：针对协议包含的各类型业务的敏感字信息，调用改进QS算法逐层进行模式匹配，实现自动检测CCSDS空间链路协议类型的目的；其中，所述改进QS算法具体为：当目标串为T＝t0t1...tn-1，模式串为P＝p0p1...pm-1，设文本串当前的窗口为titi+1...ti+m-1，在它与模式串P＝p0p1...pm-1对齐发生匹配后，下一次移动的距离为：步骤101）当目标串中ti+m字符为b且该字符同时在模式串P当中存在时，模式串P相对于目标串当前位置的跳跃距离为j,其中j为字符b在模式串P中从右向左的过程中第一次出现的位置；步骤102）从右向左寻找模式串P中出现连续字符数目最大的位置，标记其位置为k，连续字符数为N；步骤103）模式串P中的第一个连续字符和目标串对应位置的字符进行比较，若相等，则模式串P相对于目标串当前位置的跳跃距离仍为j；若不相等，则模式串P相对于目标串当前位置的跳跃“j+N”；步骤104）当字符ti+m对应的字符b不在模式串P当中时，则模式串P相对于目标串当前位置的跳跃距离为m+1。针对一次具体的检测过程，所述CCSDS空间链路协议检测方法具体为：步骤101）读取待检测的位流数据文件；步骤102）调用改进QS算法对位流数据进行同步字检测，确定目标是否属于TM或者AOS；步骤103）采用改进的QS算法确定目标是否应用了TC；步骤104）如果目标属于TM或者AOS协议，就先设定解扰标志为0，跳过解扰进行ReedSolomn交织深度以及编码检测；步骤105）如果成功判定ReedSolomn交织深度和编码类型则判定数据为TM/AOS协议数据；如果检测不成功，则将解扰标志置为1进行TM/AOS解扰，然后重新进行ReedSolomn交织深度以及编码检测，此时检测成功就判定数据为CCSDSTM/AOS协议数据，否则为非CCSDS协议数据；步骤106）如果属于TC，则判定数据为TC有效帧，否则判定数据为非CCSDS协议数据；步骤107）如果TM/TC/AOS同步字检测均失败，则进行卷积编码检测。卷积编码检测成功则进行相应码率的卷积译码；步骤108）输出检测结果，给出待检测对象是否符合CCSDS标准的报告、协议类型报告、所用协议版本号的报告，检测结束。上述步骤102）具体为：调用改进QS算法对位流数据进行同步字检测，将模式串设定为十六进制{1ACFFC1D}；检测过程中按照改进QS算法统计模式串中连续字符‘1’最长为10，并依据该最长字符依据改进QS算法设定跳跃步长；如果目标串中连续3次与模式串匹配成功，并且相互之间的间隔相同，则目标初步判定待检测位流数据属于TM或者AOS，否则为其它。上述步骤103）具体为：将模式串P更换为十六进制{EB90}，检测过程中按照改进QS算法统计模式串中连续字符‘0’最长为4，并依据该最长字符串和改进QS算法设定跳跃步长，如果目标串中连续3次与模式串匹配成功，并且相互之间的间隔相同，则初步判定待检测位流数据应用了TC，否则为其它。基于上述方法本专利技术提供一种CCSDS空间链路协议自动检测系统，所述系统包含：输入模块、检测模块和输出模块；输入模块，用于输入待检测的位流数据；检测模块进一步包含串联连接的：TM/TC/AOS同步字检测单元、卷积编码检测单元、ReedSolomn编码检测单元和扰码检测单元，其中所述同步字检测单元采用改进的QS算法进行自动模式匹配；输出模块，用于确认待检测对象是否符合CCSDS标准的报告、TM/TC/AOS协议类型报告或所用协议版本号的报告；其中，所述改进的QS算法具体为：当目标串为T＝t0t1...tn-1，模式串为P＝p0p1...pm-1，设文本串当前的窗口为titi+1...ti+m-1，在它与模式串P＝p0p1...pm-1对齐发生匹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CCSDS空间链路协议的自动检测方法，所述方法为：针对协议包含的各类型业务的敏感字信息，调用改进QS算法逐层进行模式匹配，实现自动检测CCSDS空间链路协议类型的目的；其中，所述改进QS算法具体为：当目标串为T＝t

【技术特征摘要】
1.一种CCSDS空间链路协议的自动检测方法，所述方法为：针对协议包含的各类型业务的敏感字信息，调用改进QS算法逐层进行模式匹配，实现自动检测CCSDS空间链路协议类型的目的；其中，所述改进QS算法具体为：当目标串为T＝t0t1...tn-1，模式串为P＝p0p1...pm-1，设文本串当前的窗口为titi+1...ti+m-1，在它与模式串P＝p0p1...pm-1对齐发生匹配后，下一次移动的距离为：步骤101)当目标串中ti+m字符为b且该字符同时在模式串P当中存在时，模式串P相对于目标串当前位置的跳跃距离为j,其中j为字符b在模式串P中从右向左的过程中第一次出现的位置；步骤102)从右向左寻找模式串P中出现连续字符数目最大的位置，标记其位置为k，该位置的连续字符数为N；步骤103)模式串P中的第一个连续字符和目标串对应位置的字符进行比较，若相等，则模式串P相对于目标串当前位置的跳跃距离仍为j；若不相等，则模式串P相对于目标串当前位置的跳跃“j+N”；步骤104)当字符ti+m对应的字符b不在模式串P当中时，则模式串P相对于目标串当前位置的跳跃距离为m+1。2.根据权利要求1所述的CCSDS空间链路协议的自动检测方法，其特征在于，针对一次具体的检测过程，所述CCSDS空间链路协议检测方法具体为：步骤1-1)读取待检测的位流数据文件；步骤1-2)调用改进QS算法对位流数据进行同步字检测，确定目标是否属于TM协议或者AOS协议；步骤1-3)采用改进的QS算法确定目标是否应用了TC协议；步骤1-4)如果目标属于TM协议或者AOS协议，就先设定解扰标志为0，跳过解扰进行ReedSolomn交织深度以及编码检测；步骤1-5)如果成功判定ReedSolomn交织深度和编码类型则判定数据为TM/AOS协议数据；如果检测不成功，则将解扰标志置为1进行TM/AOS解扰，然后重新进行ReedSolomn交织深度以及编码检测，此时检测成功就判定数据为CCSDSTM/AOS协议数据，否则为非CCSDS协议数据；步骤1-6)如果属于TC协议，则判定数据为TC协议有效帧，否则判定数据为非CCSDS协议数据；步骤1-7)如果TM/TC/AOS同步字检测均失败，则进行卷积编码检测，卷积编码检测成功则进行相应码率的卷积译码；步骤1-8)输出检测结果，给出待检测对象是否符合CCSDS标准的报告、协议类型报告、所用协议版本号的报告，检测结束。3.根据权利要求2所述的CCSDS空间链路协议的自动检测方法，其特征在于，所述步骤1-2)具体为：调用改进QS算法对位流数据进行同步字检测，将模式串设定为十六进制{1ACFFC1D}；检测过程中按照改进QS算法统计模式串中连续字符‘1’，该连续字符长度最长为10，并依据该最长字符和改进QS算法设定跳跃步长；如果目标串中连续3次与模式串匹配成功，并且相互之间的间隔相同，则目标初步判定待检测位流数据属于TM协议或者AOS协议，否则为其它。4.根据权利要求2所述的CCSDS空间链路协议的自动检测方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚秀娟，李雪，闫毅，高翔，
申请(专利权)人：中国科学院空间科学与应用研究中心，
类型：发明
国别省市：北京,11