GB／T 39352-2020  空间数据与信息传输系统 邻近空间链路协议 数据链路层

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信息速率的测定位置如图2所示。信息速率的约定如下： a） 数据率R。：进人编码器前的数据流的速率，在编码器的输入端测量； b）编码符号率Rcs：同步和编码子层与物理层之间的数据速率，在二者接口间测量； 信道符号率R：发射机输出的信息速率，在发射机输出端口测量

5.3邻近空间链路模型

电子产品标准图2不同信息速率的测定位置示意图

邻近空间链路协议是一种用于空间任务的双向空间链路协议，能够满足各种特征的邻近空间链 空间数据传输需求，包含数据链路层和物理层。邻近空间链路模型结构如图3所示。

5.3.2物理层的功能

部近空目链路协议规定的行为分为发送和接收两本部分。为了建律立部近空旧链路，发送端需要 主发送物理信道和接收物理信道特性。数据接收端从物理信道接收符号流以及其内部包含的协议单 居。一旦接收机开机，其操作不再分模式，接收和处理所有有效的本地或远程指令以及业务数据单元

5.3.2.2发送端功能

发送端功能包括： 根据来自数据链路层的控制变量（数据流速率R。、调制方式、频率、双工、模式、发射），控制收 发信机的功能： b）将来自数据链路层已经完成编码的符号流调制到载波上

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5.3.23接收端功解

接收端功能包括： a）接收来自接收机的串行数据流，并输出到数据链路层； b）为数据链路层的MAC子层提供状态信号.信号包括载波捕获信号、符号锁定信号。

5.3.3数据链路层的功能

数据链路层的功能是在收发信机之间为发送用户数据、控制报告、控制命令等提供支持，包含1/ 子层、数据业务子层、数据顿子层、同步和编码子层、MAC子层共五个子层。 在发送端，数据链路层接收用户数据和路由信息输入，产生要输出的编码符号流，并传递给物理层， 用于调制输出，其中包含PLTU和空闲数据。在接收端，数据链路层从物理层接收串行编码符号流，从 中提取PLTU，并完成协议数据单元的处理，通过输出端口将用户数据顿投递给用户。数据链路层接收 本地航天器控制器或通过邻近空间链路传来的指令，完成操作状态控制

图3邻近空间链路模型结构

5.4邻近空间链路协议基本原理

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邻近空间链路协议主要用来在探测器、着陆器、巡视器、轨道星座以及轨道中继器之间进行通信 这种通信方式下，双方的距离范围从1m左右到100000km，功率和存储容量相对受限，其操作无需地 面人工干预。 其数据链路层主要特征包括： 具有链路和会话的控制功能，包括链路和会话建立、动态配置、链路和会话终止，见5.4.2； 支持数据传输业务和时间业务两种业务类型，见5.4.3； 支持序列控制服务和便捷服务两种QoS，见5.4.4； 支持SCID、PCID、端口标识三种寻址方式，见5.4.5； ? 主要数据结构包括传送顿以及PLTU，见5.4.6； 支持全双工、半双工、单工三种工作方式，在这些工作方式下，数据链路层协议对所执行的一系 列操作以状态表和状态图的形式表示，其中数据业务操作见第9章，通信操作规程见第10章 支持对物理层前向链路数据率以及返向链路数据率的配置，见9.3.3； h) 支持无编码、卷积编码、LDPC编码等多种编码选项的配置，见9.3.3； 1 支持对物理层调制方式的配置，包含FSK、PSK等选项，见9.3.3

5.4.2链路和会话控制机制

邻近空间链路协议是一种面向连接的点对点协议，具有链路和会话的控制机制，包含链路和会话建 立、动态配置、链路和会话终止

5.4.2.2链路和会话建立

主叫方接收到呼叫响应后，将其接收机设置为新的工作信道接收频率，发射机设置为新的 工作信道发射频率，开始正常数据业务； 3 被叫方获得符号同步或者接收到一个有效的顿后，将其发射机设置为新的工作信道发射 频率，在工作信道上开始正常数据业务

5.4.2.3动态配置

5.4.2.3动态配置

在会话的数据业务阶段，如果需 条件发生重大变化时，主时方以及级时方 都可以通过发送通信改变指令对本地以及远程的协议进行重新配置，以使得链路更加优化，配置的参数 包括数据率、调制方式、频率、双工、模式等。以主叫方发起动态配置为例，其主要过程为： 主叫方发送通信改变指令到被叫方，并将主叫方接收机参数按照新的配置进行设置： 被叫方收到指令后按照指令中的配置参数进行接收机以及发射机设置，并启动正常的数据 业务；

5.4.2.4链路和会话终

链路和会话终止通过两种方式实现： 设置模式为inactive，并退出会话； 一发送“远程无数据”通知到另一个节点。 以主叫方通知被叫方为例，设置模式为inactive，并退出会话方式的主要过程为： 主叫方的本地航天器控制器发送设置模式指令到收发信机，将模式设置为不活跃； 主叫方收发信机收到指令后终止会话，将会话终止状态报告给本地航天器控制器； 被叫方在载波丢失定时器到时间后终止会话，将会话终止状态报告给航天器控制器。 上述设置模式为inactive，并退出会话方式下会话终止前的数据是否被可靠的传输以及接收是不明 确的，因此一般情况下应使用发送“远程无数据”通知到另一个节点这种更为可靠的方式，以主叫方通知 被叫方为例，其主要过程为： a） 主叫方的本地航天器控制器向I/O子层提交了其最后一个SDU后，发送一个本地的LNMD 指令到其收发信机，表示本地无数据要发送； b） 主叫方收发信机发送一个RNMD指令到被叫方收发信机，表示远程无数据发送； 被叫方收到主叫方的RNMD指令后，若其本地航天器控制器也无数据发送，则发送一个本地 的LNMD指令到其收发信机，表示本地无数据要发送： d 被叫方收发信机发送一个RNMD指令到主叫方收发信机，表示远程无数据发送，同时开始会 话终止过程，关闭收发信机； e） 主叫方收发信机接收到被叫方RNMD指令后关闭收发信机，将会话终止状态报告给航天器控 制器

据包；第二类用于接收和传递用户自定义数据， 时间业务用于对选定的PLTU在传输入口/出口处 提供时间标签，以及将时间信息由发送端传输至接收端，具体见第8章

5.4.3.2CCSDS包传输业务

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号，包括CCSDS空间包和封装包。 如果包长度超过了最大的顿数据域长度，则可分段在不同传送顿中传输。如果包长度小于最大的 顿数据域长度，则一个数据顿中可传输1个或多个包。 在该业务中，传输程序利用PortID来识别数据包的传输路径（例如通过物理端口或逻辑端口 传输）。

5.4.3.3用户自定义数据传输业务

用户自定义数据传输业务可供单一用户进行自定义数据的传输。业务不需要了解SDU的具体内 容，也不需要SDU中的任何信息。依据SDU的大小，可通过单个或多个数据顿传输。与CCSDS包传 输业务不同的是，用户自定义数据传输业务不会对分散在不同传送顿的SDU进行重新组装。 在该业务中，传输程序利用PortID来识别数据的传输路径（例如通过物理端口或逻辑端口 传输）。

5.4.3.4时间业务

提供两种时间业务：传送进行时间标签记录和向远程节点传输时间

5.4.4服务质量（QoS）

5.4.4.2序列控制服务

5.4.4.3便捷服务

便捷服务一般在上层协议自身具备重传特性时使用，或者在异常操作情况下使用，例如在航天器进 行故障恢复操作期间。便捷服务可传输比链路允许的最大顿长还大的用户自定义数据单元。 由发送方提供的便捷SDU传输无需ARQ机制。在发送端，便捷服务SDU在特定的物理信道中 专输，与同一物理信道中等待传送的序列控制服务SDU无关。在接收端，SDU通过指定端口传送给接 收用户。便捷服务SDU可能被一次或多次传送，但是即便有重发请求，此类SDU也不会被重传。 协议不保证所有的便捷SDU可以被传送给接收端。由于一个包分在多个顿中传输时会存在丢失 部分数据的可能性，若包传输业务中采用了便捷服务，则只在包传输完整时才给用户投递。

总共有三种寻址方式，应联合使用： a） SCID根据源/目的标识定义了被传送顿的源或者目的标识； PCID用于识别接收端双余接收机中的其中一个，每一个信道都可支持序列控制服务和便 捷服务； 端口标识（PortID)提供了在收发信机输出接口处将用户数据内部路由的方法，路由目的包括 逻辑端口如应用程序或传输过程，或者物理端口如星载总线及其他的物理连接（包括直接指令 译码器）。

5.46.2 PLTI

PLTU在同步和编码子层中形成，PLTU的大小随数据内容的（如包含变长数据包的变长数据顿） 长度而变化， PLTU主要应用在具有时延小、信号能量中等（不是微弱信号）、距离短、会话任务独立特点的通信 链路；通信链路的这些特点决定了PLTU需采用24bit的ASM，使其具有一定的误码容忍度。同时， 采用了32位的CRC，用于检测传输错误。PLTU的具体格式见GB/T39353一2020的规定。 通过在PLTU之间插入空闲序列的方法，在数据信道中保持码同步与比特同步，并且仅在物理连 接建立成功之后，才将变长的PLTU载入数据信道

本章规定了邻近空间链路传送帧的格式，邻近空间链路传送顿与PLTU之间的关 所示。

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6.2邻近空间链路传送顿

图4邻近空间链路传送顿与PLTU之间的关

邻近空间链路传送是指从发送端数据子层至接收端数据顿子层传送的PDU，包含如下几个部 分，按顺序排列为： a）传送顿顿头（5Byte，强制性的）； b）传送顿数据域（最长2043Byte）。 传送顿的最大长度依据典型的航天器或地面站应用选取，邻近空间链路传送顿的构成如图5所示

6.2.2.1顿头定义

图5邻近空间链路传送顿结构

e) SCID(10 bit); f) PCID(1 bit); g) 端口标识（3bit)； h) 源/目的标识（1bit)； i) 顿长（11bit)； i) FSN(8 bit)。 传送顿顿头的格式如图6所示

6.2.2.2传送顿版本号

传送顿版本号规定如下： a）传送顿顿头的b。～b，为传送顿版本号； b）传送帧版本号的字段应含有二进制值"10”，表示邻近空间链路（版本3)传送。

6.2.23OoS 标识

6.2.2.4PDU类型标识

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6.2.2.5数据域结构标识（DFCID

6.2.2.6航天器标识（SCID）

SCID规定如下： a）传送顿头的be～bis为SCID； b）10bit的SCID提供了传送顿内数据的源或目的航天器标识

6.2.2.7物理信道标识（PCID)

6.2.2.8端口标识

6.2.2.9源/且的标识

源/自的标识规定如下

传送顿头的b20为源/目的标识； ）在发送端，应设置源/目的标识，来指示表2中的SCID域内容；

表3接收端节点的行为与SCID源/目的标识的关系

顿长规定如下： a）传送顿头的b21～b3i为顿长； b）这11个bit的区域定义一个长度数C，C=传送顿字节数一1； c）C最大为2047.最小为4

6.2.2.11FSN

FSN规定如下： 传送顿头的b32~b39为FSN； b FSN同序列控制服务相联系，在物理信道内，顿序列号单调且自主递增（QoS=0），在这种情 况下，FSN称为序列控制FSN，可通过序列控制FSN检查数据传输顺序； FSN同便捷业务相联系，在物理信道内，顿序号单调递增（QoS=1），在这种情况下，FSN称为 便捷FSN； d 应通过设置初始化模式指令将FSN设置为“o”； e） 在不同的PCID中，FSN应独立维护

6.2.3传送顿数据域

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5.2.3.2.2数据包

6.2.3.23分段数据单元

当一个数据包长度超过传输顺数据域最天长度时，可将该数据包分段后，通过多个传送顺传输，具 体如下： a）当DFCID二进制值为“01"时，该顿数据域由一个分段数据单元组成，该分段数据单元由8个 bit的段头和之后的一个分段组成。 b）段头的b。～b，定义为顺序标识。与该分段在整个数据包中的位置对应，见表4。

c）段头的b2～b，为伪包标识，用于关联数据包的所有分段。 d） 分段应以适当的顺序放到数据链路中。同一包内的不同分段数据应具有相同的PCID和端口 标识；仅在PCID或端口标识不同的情况下，不同的分段数据会被分散传输。 在传送到用户之前，数据链路层将利用相同的路由标识（例如相同的PCID，端口标识和伪包标 识）将分段数据重新组成数据包。

f）传送至用户端的均为完整的数据包。 g 每当下列任何一种错误发生时，应丢弃累积的数据包，并将该事件记人事件报告中： 1） 数据包长度域与接收到的数据字节个数或从分段数据中重组得到的数据字节个数不 相符； 2）对于一个路由标识，接收到的第一个分段不是数据单元的起始分段； 3） 对于一个路由标识固定资产标准，在接收到新的一个数据包的起始分段之前，没有接收到的上一个数据 包的最后一个分段

6.2.3.2.4预留数据

当DFCID二进制值为"10”时，该顿数据域为预留内容，不可使用

当DFCID二进制值为“10”时，该数据域为预留内容，不可使月

6.2.3.2.5用户自定义数据

当DFCID二进制值为“11”时电子标准，数据域为用户自定义数据。用户可以只传送顿头，数据域传 输oByte。