[发明专利]一种适用于卫星信道的IP数据压缩传输方法

说明书

技术领域

本发明公开一种适用于卫星信道的IP数据压缩传输方法，涉及基于TCP/IP的卫星通信网技术领域，具体涉及一种适用于卫星信道的IP数据压缩传输方法，将IP数据包压缩之后在卫星链路之上进行传输。本发明所公开的方法同样适用于地面蜂窝移动通信链路及其他高误码、长传输时延的有线及无线链路。

背景技术

目前，在卫星通信网中IP业务的传输得到了越来越广泛的应用。与传统的电路复用接入方式相比，在卫星通信网中采用IP业务接入其优点在于各种业务接入方便，组网灵活，通用性强；缺点在于由于业务数据采用IP数据包进行封装与承载而引入了包头开销，继而浪费了宝贵的卫星带宽资源；而且，所传输的有效载荷数据中存在重复冗余数据亦带来不必要的传输开销。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于卫星信道的提高卫星信道资源的利用率和业务接入容量、降低IP数据包在卫星链路之上的传输时延的IP数据压缩传输方法，通过压缩IP数据包消除冗余数据，，使得能够在高误码、长传输时延、带宽资源有限的卫星链路之上高效、健壮地传输IP数据包。

本发明所采用的技术方案为：

一种适用于卫星信道的IP数据压缩传输方法，工作于卫星IP接入网关网络协议栈的网络层与数据链路层之间，包括以下步骤：

(1)发送端卫星IP接入网关经其与IP核心网直接相连的局域网接口接收来自于IP核心网的IP数据包并交给其网络协议栈；

(2)发送端卫星IP接入网关的网络协议栈中路由或桥接模块在收到IP数据包时，查找路由或桥接转发表后将IP数据包转发给发送端卫星IP接入网关的广域网接口；

(3)发送端卫星IP接入网关在其广域网接口上捕获IP数据包并进行压缩处理，并将压缩后的IP数据包封装到卫星链路层数据帧中，经广域网接口传递给发送端的卫星信道和射频子系统；

(5)卫星链路层数据帧经发送端卫星信道和射频子系统的上行链路传送给通信卫星，由通信卫星中继，通过下行链路发送给接收端的卫星信道和射频子系统；

(6)接收端卫星IP接入网关经其广域网接口接收来自于接收端卫星信道和射频子系统的卫星链路层数据帧，并从卫星链路层数据帧中剥离出压缩后的IP数据包，并进行解压处理，恢复为原始的IP数据包，之后交给接收端卫星IP接入网关的网络协议栈；

(7)接收端卫星IP接入网关的网络协议栈中路由或桥接模块收到IP数据包后，查找路由或桥接转发表后将IP数据包转发到与接收端IP核心网直连的局域网接口；

(8)接收端卫星IP接入网关经其局域网接口将IP数据包转发给接收端的IP核心网，完成卫星信道上的IP数据压缩传输过程。

所述步骤(3)中的IP数据包压缩处理包括以下步骤：

(301)对IP数据包进行协议分析，标记IP数据包的类型：若IP数据包为UDP数据包，则进一步判断UDP数据包是否为RTP数据包，若是则标记为IP/UDP/RTP数据包，否则标记为IP/UDP/非RTP数据包；若IP数据包为TCP数据包，则标记为IP/TCP数据包；将其他非UDP和非TCP的IP数据包标记为IP数据包；

(302)针对每类所标记的IP数据包，对其有效载荷数据是否能够压缩做出判断，有效载荷数据可压缩的最低要求为压缩后数据的长度不超过原始数据的长度；对于IP/UDP/RTP类型数据包，若RTP有效载荷数据满足条件则进行压缩，否则不压缩；对于IP/UDP/非RTP类型数据包，若UDP有效载荷数据满足条件则进行压缩，否则不压缩；对于IP/TCP类型数据包，若TCP有效载荷数据满足条件则进行压缩，否则不压缩；对于IP类型数据包，若IP有效载荷数据满足条件则进行压缩，否则不压缩；

(303)按照所标记的IP数据包类型进行IP数据包包头压缩：对于IP/UDP/RTP类型数据包，压缩IP/UDP/RTP包头；对于IP/UDP/非RTP类型数据包，压缩IP/UDP包头；对于IP/TCP类型数据包，压缩IP/TCP包头；对于IP类型数据包，压缩IP包头。

所述步骤(302)中有效载荷数据压缩采用LZO、Deflate等无损数据压缩算法。

所述步骤(303)中，包头压缩方法采用IPHC、ROHC等算法。

所述步骤(6)中IP数据包进行解压缩处理包括以下步骤：