一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法技术

本发明专利技术涉及一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法，属于卫星通信压缩及数据传输技术领域。上行传输包括a)用户终端UE发送会话建立请求，地面信关站分配TEID；b)用户终端ROHC压缩数据；c)数据传入下层发至卫星基站；d)卫星基站接收数据，处理得ROHC数据包；e)卫星基站将数据包发至信关站；f)信关站ROHC解压得到数据；下行传输包括1)UE发送会话建立请求，信关站分配TEID；2)信关站ROHC压缩数据；3)信关站将数据包发至卫星基站；4)卫星基站转发数据至UE；5)用户终端ROHC解压得到数据。所述方法降低了4G LTE协议栈应用于卫星通信系统的星‑地馈电链路开销，提高了频谱利用率。

A data transmission method based on ROHC compression in satellite communication

【技术实现步骤摘要】
一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法
本专利技术涉及一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法，属于卫星通信中的压缩及数据传输

技术介绍
4GLTE经过长时间商业应用，已经属于十分成熟的通信技术。随着现代卫星移动通信技术不断发展，卫星通信具有覆盖面广、容量大、不受地理条件影响等优点，已成为未来最具潜力的移动通信技术之一。目前地面移动网络与卫星通信网络的融合已经成为热点研究方向，将4GLTE协议栈应用于卫星通信系统是一重要研究课题。不同于传统4GLTE通信系统中基站与核心网通过地面有线链路建立连接；卫星通信系统中卫星基站与地面信关站通过星-地馈电链路建立连接。对于一般的IPv4/UDP/RTP协议数据包，其包头长度为40bytes；对于IPv6/UDP/RTP协议数据包，其包头长度为60bytes。将4GLTE协议栈直接应用于卫星通信系统，会导致卫星基站与地面信关站间传输带有冗长包头的数据包，占据较大无线信道带宽，降低通信系统有效性。因此针对卫星通信系统的数据传输方法的有效性有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有卫星通信系统中的数据传输中存在星-地馈电链路有效率较低，依然存在提升空间这一技术现状，提出了一种卫星通信基于ROHC压缩的数据传输方法。其中，ROHC，即RobustHeaderCompression，指健壮性包头压缩；星-地馈电链路指卫星基站和地面信关站之间的链路。所述基于ROHC压缩的数据传输方法的核心思想为：依托于基于ROHC压缩的4GLTE协议栈星地融合网络架构，如图1所示；所述融合网络架构的用户终端沿用4GLTE用户面协议；但卫星基站的PDCP层不进行ROHC压缩和解压缩；在上行链路中，卫星基站将带有ROHC压缩头的数据包发送至地面信关站，在地面信关站上进行ROHC解压缩；在下行链路中，地面信关站进行ROHC头压缩，再将带有ROHC包头的数据包经由卫星基站发送至用户终端。所述卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法，包括上行链路传输以及下行链路传输；其中，上行链路传输，即用户终端发送上行数据至卫星基站，再由卫星基站转发至地面信关站过程，具体包括如下步骤：S10：用户终端经由卫星基站向地面信关站发送会话建立请求，地面信关站将上行和下行隧道端点标识TEID分配给卫星基站和用户终端；其中，隧道端点标识，即TunnelEndpointIdentifier,缩写为TEID；用户终端的PDCP层包含ROHC压缩器；S11：用户终端的PDCP层收到从上层协议传来的数据，进行ROHC头压缩，ROHC压缩器判断数据包的协议类型，根据ROHC规定的简档标识表确定简档标识PID；根据数据包的PID在上下文列表中查找相应的上下文标识CID，获取上下文context；根据当前压缩器状态和context对数据包进行头压缩，得到压缩后的ROHC数据包；其中，简档，即profile；简档标识，即ProfileID,缩写为PID；上下文标识，即ContextID，缩写为CID；S12：经过步骤S11压缩后的ROHC数据包进入Low-PDCP层，经过加密和添加PDCP包头处理，形成PDCP层的PDU，PDU再传入RLC、MAC和PHY层，经用户链路发送至卫星基站；其中，Low-PDCP在用户面的功能包括：对数据包进行添加/去除PDCP头和加密/解密，并与ROHC头压缩组成完整的PDCP层；PDU，即ProtocolDataUnit，指协议数据单元；用户链路指用户终端和卫星基站之间的链路；S13：卫星基站的Low-PDCP层接收到经由卫星基站端PHY、MAC和RLC层传来的PDCPPDU后，对PDCPPDU进行去除PDCP包头和解密处理，得到带有ROHC包头的数据包；S14：卫星基站根据由地面信关站分配的上行链路标识TEID，将带有ROHC包头的数据包通过星-地馈电链路发送至地面信关站；其中，地面信关站包含ROHC解压器；S15：地面信关站接收到卫星基站发来的ROHC数据后，进行ROHC解压缩处理，得到数据；解压器收到ROHC数据包后，根据数据包的PID在上下文列表中找到合适的上下文context；结合context解压数据包头，递交上层协议，完成上行数据传输；下行链路传输，即地面信关站发送下行数据至卫星基站，再由卫星基站转发至用户终端过程，包括如下步骤：S20：用户终端经由卫星基站向地面信关站发送会话建立请求，地面信关站将上行和下行隧道端点标识TEID分配给卫星基站和用户终端；其中，地面信关站包含ROHC压缩器；S21：地面信关站对上层协议传来的数据进行ROHC头压缩：压缩器判断数据包的协议类型，根据ROHC规定的简档标识表确定PID；根据数据包的PID在上下文列表中查找相应的CID，获取context；根据当前压缩器状态和context对数据包进行头压缩；S22：地面信关站按照分配的下行链路标识TEID，将带有ROHC包头的数据包通过星-地馈电链路发送至卫星基站；S23：卫星基站的Low-PDCP层接收到经由卫星基站端PHY、MAC和RLC层传来带有ROHC包头数据后，进行加密和添加PDCP包头处理，得到PDCPPDU；将PDCPPDU交至底层协议，通过用户链路发送至用户终端；其中，用户终端的PDCP层包含ROHC解压器；S24：用户终端PDCP层将经由用户终端PHY、MAC和RLC层的数据包，进行去PDCP头、解密和ROHC解压缩处理；解压器收到ROHC数据包后，根据数据包PID在上下文列表中找到合适的上下文context；结合context解压数据包头，递交上层协议，完成下行数据传输。有益效果本专利技术一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：1.本专利技术所述的数据传输方法针对卫星通信系统的数据传输，设计了一种基于ROHC压缩的4GLTE协议栈星地融合网络架构，解决了传统4GLTE协议栈应用于卫星通信系统带来巨大链路开销的问题；2.本专利技术所述的数据传输方法充分利用健壮性包头压缩技术，降低卫星基站与信关站之间馈电链路，即星-地馈电链路的开销，提高了频谱利用率。附图说明图1为本专利技术一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法依托的4GLTE协议栈星地融合网络架构；图2为本专利技术一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法具体实施方式中低轨话音卫星通信系统示意图。具体实施方式下面结合附图和实例进一步对本专利技术一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法的具体实施进行详细说明。实施例1本专利技术一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法所依托的低轨卫星话音通信系统如图2所示，其通信卫星轨道高度为1200km，与地面通信网络共同为用户提供话音传输业务。通信系统中用户段终端为手机A，空间段卫星基站为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法，其特征在于：包括上行链路传输以及下行链路传输；/n其中，上行链路传输，即用户终端发送上行数据至卫星基站，再由卫星基站转发至地面信关站过程，具体包括如下步骤：/nS10：用户终端经由卫星基站向地面信关站发送会话建立请求，地面信关站将上行和下行隧道端点标识TEID分配给卫星基站和用户终端；/nS11：用户终端的PDCP层收到从上层协议传来的数据，进行ROHC头压缩，ROHC压缩器判断数据包的协议类型，根据ROHC规定的简档标识表确定简档标识PID；根据数据包的PID在上下文列表中查找相应的上下文标识CID，获取上下文context；根据当前压缩器状态和context对数据包进行头压缩，得到压缩后的ROHC数据包；/n其中，简档，即profile；简档标识，即Profile ID,缩写为PID；上下文标识，即ContextID，缩写为CID；/nS12：经过步骤S11压缩后的ROHC数据包进入Low-PDCP层，经过加密和添加PDCP包头处理，形成PDCP层的PDU，PDU再传入RLC、MAC和PHY层，经用户链路发送至卫星基站；/n其中，Low-PDCP层在用户面的功能包括：对数据包进行添加/去除PDCP头和加密/解密，并与ROHC头压缩组成完整的PDCP层；PDU，即Protocol Data Unit，指协议数据单元；用户链路指用户终端和卫星基站之间的链路；/nS13：卫星基站的Low-PDCP层接收到经由卫星基站端PHY、MAC和RLC层传来的PDCP PDU后，对PDCP PDU进行去除PDCP包头和解密处理，得到带有ROHC包头的数据包；/nS14：卫星基站根据由地面信关站分配的上行链路标识TEID，将带有ROHC包头的数据包通过星-地馈电链路发送至地面信关站；/n其中，星-地馈电链路指卫星基站和地面信关站之间的链路；/n地面信关站包含ROHC解压器；/nS15：地面信关站接收到卫星基站发来的ROHC数据后，进行ROHC解压缩处理，得到数据；解压器收到ROHC数据包后，根据数据包的PID在上下文列表中找到合适的上下文context；结合context解压数据包头，递交上层协议，完成上行数据传输；/n下行链路传输，即地面信关站发送下行数据至卫星基站，再由卫星基站转发至用户终端过程，包括如下步骤：/nS20：用户终端经由卫星基站向地面信关站发送会话建立请求，地面信关站将上行和下行隧道端点标识TEID分配给卫星基站和用户终端；/n其中，地面信关站包含ROHC压缩器；/nS21：地面信关站对上层协议传来的数据进行ROHC头压缩：压缩器判断数据包的协议类型，根据ROHC规定的简档标识表确定PID；根据数据包的PID在上下文列表中查找相应的CID，获取context；根据当前压缩器状态和context对数据包进行头压缩；/nS22：地面信关站按照分配的下行链路标识TEID，将带有ROHC包头的数据包通过星-地馈电链路发送至卫星基站；/nS23：卫星基站的Low-PDCP层接收到经由卫星基站端PHY、MAC和RLC层传来带有ROHC包头数据后，进行加密和添加PDCP包头处理，得到PDCP PDU；将PDCP PDU交至底层协议，通过用户链路发送至用户终端；/nS24：用户终端PDCP层将经由用户终端PHY、MAC和RLC层的数据包，进行去PDCP头、解密和ROHC解压缩处理；解压器收到ROHC数据包后，根据数据包PID在上下文列表中找到合适的上下文context；结合context解压数据包头，递交上层协议，完成下行数据传输。/n...

【技术特征摘要】
1.一种卫星通信中基于ROHC压缩的数据传输方法，其特征在于：包括上行链路传输以及下行链路传输；
其中，上行链路传输，即用户终端发送上行数据至卫星基站，再由卫星基站转发至地面信关站过程，具体包括如下步骤：
S10：用户终端经由卫星基站向地面信关站发送会话建立请求，地面信关站将上行和下行隧道端点标识TEID分配给卫星基站和用户终端；
S11：用户终端的PDCP层收到从上层协议传来的数据，进行ROHC头压缩，ROHC压缩器判断数据包的协议类型，根据ROHC规定的简档标识表确定简档标识PID；根据数据包的PID在上下文列表中查找相应的上下文标识CID，获取上下文context；根据当前压缩器状态和context对数据包进行头压缩，得到压缩后的ROHC数据包；
其中，简档，即profile；简档标识，即ProfileID,缩写为PID；上下文标识，即ContextID，缩写为CID；
S12：经过步骤S11压缩后的ROHC数据包进入Low-PDCP层，经过加密和添加PDCP包头处理，形成PDCP层的PDU，PDU再传入RLC、MAC和PHY层，经用户链路发送至卫星基站；
其中，Low-PDCP层在用户面的功能包括：对数据包进行添加/去除PDCP头和加密/解密，并与ROHC头压缩组成完整的PDCP层；PDU，即ProtocolDataUnit，指协议数据单元；用户链路指用户终端和卫星基站之间的链路；
S13：卫星基站的Low-PDCP层接收到经由卫星基站端PHY、MAC和RLC层传来的PDCPPDU后，对PDCPPDU进行去除PDCP包头和解密处理，得到带有ROHC包头的数据包；
S14：卫星基站根据由地面信关站分配的上行链路标识TEID，将带有ROHC包头的数据包通过星-地馈电链路发送至地面信关站；
其中，星-地馈电链路指卫星基站和地面信关站之间的链路；
地面信关站包含ROHC解压器；
S15：地面信关站接收到卫星基站发来的ROHC数据后，进行ROHC解压缩处理，得到数据；解压器...

【专利技术属性】
技术研发人员：费泽松，张校宁，张亚生，蒋逸凡，赵海峰，刘昊昱，
申请(专利权)人：北京理工大学，中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11