基于HLA—RTI的高級在軌系統的BPDU封裝模塊的設計與仿真

摘 要：系統仿真中，高層體系結構HLA可以將通用的運行支持環境與仿真功能分開，以方便管理、集成仿真系統，可實現“即插即用”。運行時間支撐系統RTI可以提供一系列用于仿真互連的服務，是依據HLA接口規范開發的仿真支撐工具，是HLA仿真系統的基礎。它相對獨立，具有分布式仿真、分層管理控制和可重用性的功能。在此基礎上借助VC++平臺，對CCSDS AOS中的BPDU封裝功能進行了設計和仿真實現。

關鍵詞：HLA；RTI；VC++；BPDU

中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 16-0000-01

一、位流業務的介紹

隨著空間科學和空間技術的不斷發展，許多任務要求在航天器與航天器之間、航天器與地面站之間雙向傳輸音頻、視頻、科學實驗等多種不同類型的數據[1-2]。為可靠、有效地傳輸這些數據，可以選用不同的業務類型，位流業務就是其中之一。

位流業務是將非定界的位流數據放入到位流業務協議數據單元B-PDU的數據域中，然后再通過空間鏈路子網進行傳輸[2]。每一個BPDU僅僅可以裝載一個虛擬信道的數據量。傳輸方式可同步也可異步，但是要保持傳輸的順序。本文提到的位流業務BPDU的數據單元格式和數據幀VCDU的單元格式詳見參考文獻[2]。

二、BPDU封裝模塊的設計

在BPDU的封裝中，是位流業務的包封裝過程，可分為包封裝、包處理和幀生成。10個字節大小的數據信息被封成1個位流業務協議數據單元BPDU，1個BPDU被封成1個虛擬信道傳輸幀VCDU。借助Visual C++平臺[3]，此功能的實現主要分三個大部分：

第一，從FileDlg.GetPathname（）函數中獲得某個模塊發送過來的文件賦給容器一（此模塊的容器一名為SOURCE，定義為dequeSOURCE），然后進入第二部分的操作。

第二，在第二部分中，主要用到三個容器，分別定義為map>

BPDU_POOL、map>VCDU_POOL、map

> DISPATCH_POOL，它們將對信源進行封包操作。實現過程如圖1所示。

圖1 BPDU封裝的內部實現過程圖

（1）容器一SOURCE中夠80個比特則封成一個BPDU，如此循環，然后把封好的BPDU都放到BPDU_POOL中，即對信源進行BPDU封裝。

（2）BPDU_POOL中夠1個BPDU則封成1個VCDU，如此循環，然后把封好的VCDU放在VCDU_POOL中，即在BPDU_POOL中進行VCDU封裝。

（3）然后把VCDU_POOL中的都放到DISPATCH_POOL中，再把BPDU_POOL和VCDU_POOL中的內容都擦除，準備下一次的封包。

第三，把上述操作得到的最后封包結果的內容保存到文件中，操作結束。

三、BPDU封裝模塊的仿真結果

基于上述方法，借助HLA-RTI相應的功能[4]，在本仿真中對二進制碼流信息“11111111 11011000 11111111 11100000 00000000 00010000 01001010 01000110 01001001 01000110 11111111 11011000 11111111 11100000 00000000 00010000 01001010 01000110 01001001 01000110”進行BPDU封裝，得到的仿真結果如圖2所示。

圖2 圖像包封裝后的數據流

由圖2可以看出，輸入的二進制碼最終被封成了2個VCDU，圖中前4行數據為第一個VCDU，后4行數據為第二個VCDU。以第一個VCDU為例，第③行是原信息的前10個字節，第②行是BPDU主導頭，即②、③組成了一個BPDU。第①行是VCDU的幀頭，第④行是VCDU的幀尾，然后一個BPDU加上幀頭、幀尾則組成了一個VCDU，仿真結果正確。同理，原信息中的后10個字節被封裝在第二個VCDU中。經驗證，本試驗得到的仿真結果全部正確。

參考文獻：

[1]Tian ye，Li Qingfan，Feng yongxin，Gao xiaoling.A virtual channels scheduling algorithm with broad applicability based on movable boundary.Mathematical Problems in Engineering，2013（09）：1-8.

[2]田野，馮永新，馬玉峰.高級在軌系統中的多路復用與差錯控制技術研究[M].北京：科學出版社，2014.

[3]謝賢芬.21天學通Visual C++（第2版）[M].北京：電子工業出版社，2001.

[4]李弘毅.HLA技術在分布交互仿真系統中的應用研究[D].東南大學，2006.

[作者簡介]周雅芳（1988.11-），河北秦皇島人，沈陽理工大學在讀研究生，研究方向：高速移動無線信號處理。

[基金項目]遼寧省高等學校優秀人才支持計劃資助；遼寧省教育廳一般項目。