方櫻瀚 孟祥富

摘 要：為了滿足空間任務的發(fā)展需求，使航天器上的數(shù)據(jù)源封裝的空間包可以在同一條虛擬信道中高效傳輸，AOS（Advanced Orbiting Systems，高級在軌系統(tǒng)）中按照多路復用協(xié)議對這些空間包進行復合封裝，稱為MPDU（Multiplexing Protocol Data Unit，多路復用協(xié)議數(shù)據(jù)單元），進一步通過創(chuàng)建統(tǒng)一的信息數(shù)據(jù)流在一個信道中傳輸不同的信息，諸如實驗報告、遙測、遙控等。本文中應用Visual C++6.0軟件進行編程設計，依據(jù)AOS中的MPDU格式，對8bit隨機信源數(shù)據(jù)空間包復合封裝成MPDU的過程進行了仿真設計和實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：AOS MPDU 8bit隨機信源

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）03 （A）-0000-00

1 MPDU概述

在AOS系統(tǒng)中，空間包需要經(jīng)過封裝，生成MPDU后，在進行后續(xù)的處理[1-3]。在本文采用的是8bit信源空間包數(shù)據(jù)是通過VC++[4]編程隨機產(chǎn)生而封裝的，MPDU的格式如圖1所示，然后按照圖1中MPDU的數(shù)據(jù)單元格式進行封裝，在本仿真中MPDU導頭被設置全“0”，而MPDU數(shù)據(jù)域的大小是可變的，被設置為4，表示每個MPDU數(shù)據(jù)域包含4個空間包，最后再把封裝好的MPDU存放于txt文件之中。

2 MPDU封裝的設計實現(xiàn)

在本仿真中，4組8bit信源數(shù)據(jù)借助VC++[5]中的rand（）函數(shù)隨機產(chǎn)生，之后，再利用向量容器封裝成空間包，最后按照AOS的MPDU格式進行封裝設計。

整體的設計如下：

第一，通過調(diào)用rand（）函數(shù)得到一個零到RAND_MAX之間的偽隨機整數(shù)，然后對256進行取余操作，其結(jié)果剛好是一組8bit信源可以表示的整數(shù)，然后，按照空間包數(shù)據(jù)單元格式封裝成空間包，并存放于容器Space_Pool中。

第二，首先，定義容器“deqMPDU8Bit”、“deqMPDUHead”、“deqMPDUWhole”以及關(guān)聯(lián)容器“MPDU_Pool”，其中，容器deqMPDU8Bit用于存儲8比特隨機信源的空間包數(shù)據(jù)；容器deqMPDUHead用來存儲MPDU的導頭信息；容器deqMPDUWhole用來存儲單MPDU數(shù)據(jù)單元；map關(guān)聯(lián)容器MPDU_Pool用來存儲所有的MPDU數(shù)據(jù)單元。

第三，首先，設定MPDU數(shù)據(jù)單元中包含4個空間包；之后，調(diào)用容器插入函數(shù)deqMPDU8Bit.insert（）把這4個空間包插入到容器deqMPDU8Bit中；之后，調(diào)用編寫的MPDU.SetHead（）函數(shù)在容器deqMPDUHead中去設置MPDU導頭信息。調(diào)用編寫的MPDU.SetWhole（）函數(shù)將容器deqMPDUHead和deqMPDU8Bit中的數(shù)據(jù)順序組合在容器deqMPUDWhole之中。此時容器deqMPDUWhole中的數(shù)據(jù)就構(gòu)成了一個完整的MPDU數(shù)據(jù)單元。

第四，調(diào)用關(guān)聯(lián)容器插入函數(shù)MPDU_Pool.insert（）將容器deqMPDUWhole中的MPDU數(shù)據(jù)插入到map關(guān)聯(lián)容器MPDU_Pool中。

第五，對上述步驟第三至第四步驟設置循環(huán)，直到容器Space_Pool中的空間包數(shù)據(jù)全部被提取完畢。將map關(guān)聯(lián)容器MPDU_Pool中的數(shù)據(jù)寫入到8比特隨機信源的MPDU仿真文件中。至此，就完成了8比特隨機信源數(shù)據(jù)的MPDU復用過程。

本方法的優(yōu)勢：MPDU封裝的復用效率達到100%，復用效率非常高，并且提高了信道利用率。

3 VC++中MPDU封裝的仿真實現(xiàn)

基于上述方法，借助VC++，進行了本次實驗，得到的仿真結(jié)果如圖2，圖3所示：

圖2是4組8bit隨機信源的空間包仿真結(jié)果，它以二進制的形式顯示在文本文件之中。圖3是圖2中的4組8bit信源經(jīng)過復合封裝之后生成的MPDU仿真結(jié)果，由圖3可以看出總共生成了1個完整MPDU，對應圖2中的4組8bit隨機信源空間包。1個完整的MPDU包含4個空間包和一個MPDU導頭。經(jīng)過驗證之后，MPDU的仿真結(jié)果符合格式要求且完全正確。

4 結(jié)語

通過本文中在VC++軟件平臺下對8bit隨機信源空間包，按照MPDU統(tǒng)一格式的封裝設計與仿真之后，AOS的MPDU仿真結(jié)果完全符合空間包格式要求，證明我們的設計與仿真是完全正確的，這樣的結(jié)果達到了提高了信道利用率和復用效率。

參考文獻

[1] Tian Ye，Wang Ruonan，Jiang Yueqiu，Ma Yufeng.A novel multiple-channels scheduling algorithm based on timeslot optimization in the advanced orbiting systems[J].Multimedia Tools and Applications，2017，76（3）：4523-4551.

[2] 孫輝先，陳曉敏等.CCSDS高級在軌系統(tǒng)及在我國航天器中的應用[J].航天器工程：2003，3：12-18.

[3] 李寧寧，汪路元.AOS標準在海洋動力環(huán)境探測衛(wèi)星中的應用[J].飛行器測控學報：2012.

[4] 肖俊宇，吳為勝.由淺入深學C++[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.7.

[5] 孫鑫.VC++深入講解[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.