自适应信息传输的方法、装置、系统、电子设备及介质与流程

1.本公开涉及航天测控领域，尤其涉及一种自适应信息传输的方法、装置、系统、电子设备及介质。


背景技术：

2.航天测控过程中，信息的可靠传输对航天测控任务至关重要，因此，为了保证信息的可靠传输，除了在应用层增加验证手段外，测控网在设计时也采用双独立路由,构成一个双平面信息传输网。
3.从宏观上讲，航天测控信息按照信息的重要性及时效性可以划分为下列三大类：
4.(1)测量类信息，比如测距、测速数据以及引导数据等；
5.(2)控制类信息，比如遥控指令、同步控制或非同步控制参数等；
6.(3)有特别重要的时效性要求，并且重复使用不会造成危害的信息的传输，例如逃逸指令等。
7.与上述三类信息相对应传输方式也分为下列三种：
8.方式一：发双用单。发送方在两个通信路由上同时发送相同的信息帧，接收方以第一路由为主路由，第二路由为备份路由，主路由信息中断时使用备份路由；
9.方式二：发单用单。发送方利用通信第一路由发送信息帧，利用通信第二路由发送链监信息；第一路由故障时，发送方则改用第二路由发送信息帧；
10.方式三：发双用双。发送方在两个通信路由上同时发送相同的信息帧，接收方同时接收信息帧，无论哪个路由接收到信息帧，均立即执行。
11.但是，传统的信息传输方式具有局限性。
12.上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。


技术实现要素：

13.(一)要解决的技术问题
14.为了解决现有技术的上述问题，本公开提供一种自适应信息传输的方法、装置、系统、电子设备及介质，解决现有技术中信息传输具有局限性的问题。
15.(二)技术方案
16.为了达到上述目的，本公开采用的主要技术方案包括：
17.第一方面，本公开提供一种自适应信息传输的方法，包括：
18.接收至少两路信息，其中所述至少两路信息为发送方通过不同路由发送的相同信息；
19.按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
20.在本公开的一种示例性实施例中，接收至少两路信息之后，还包括：
21.对接收的所述至少两路信息进行缓存，其中缓存的信息中包含的属性至少包括信
源、信宿、信息标志、发送时间、任务标志、包序号中一项或多项。
22.在本公开的一种示例性实施例中，还包括：
23.提取所述信息的时间特征；
24.在时间特征缓冲区内查找所述时间特征，如果所述时间特征在所述时间特征缓冲区已有记录，则对所述信息进行存储；
25.如果所述时间特征在所述时间特征缓存区中没有记录，则将所述时间特征存入到时间特征缓冲区。
26.在本公开的一种示例性实施例中，所述时间特征为所述信息的发送时间，且发送方通过不同路由发送的相同信息中的发送时间相同。
27.在本公开的一种示例性实施例中，缓存后还包括：
28.对所述信息进行判断，如果所述消息是指定消息，则使用所述信息后，将缓存的信息中的信息标志变更为已使用。
29.在本公开的一种示例性实施例中，所述按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用包括：
30.对所述至少两路信息中的任务标志进行比对，将所述至少两路信息中任务标志相同的信息视为一条可用信息进行使用；
31.如果所述至少两路信息中的任务标志位大于或等于2，则按顺序选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
32.在本公开的一种示例性实施例中，使用所述信息时，发送时间相同的信息使用一次后，将缓存的信息中的信息标志变更为已使用。
33.第二方面，本公开还提供一种自适应信息传输的装置，包括：
34.信息收发模块，用于同时发送或接收至少两路信息，其中所述至少两路信息为发送方通过不同路由发送的相同信息；
35.信息选用策略模块，用于通过信息选用的方式，按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
36.在本公开的一种示例性实施例中，还包括：
37.路由切换模块，用于控制不同路由工作状态的切换；
38.信息分发决策模块，用于控制同时通过不同路由发送相同信息时的信息分发策略。
39.第三方面，本公开还提供一种自适应信息传输的系统，包括：
40.发送方，同时向至少两个路由发送信息；
41.接收方，包含以上所述的信息传输装置。
42.第四方面，本公开还提供一种电子设备，其特征在于，包括：
43.一个或多个处理器；
44.存储装置，用于存储一个或多个程序；
45.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现以上所述的方法。
46.第五方面，本公开还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现以上所述的方法。
47.(三)有益效果
48.本公开的有益效果在于，通过提供一种自适应信息传输的方法、装置、系统、电子设备及介质，通过优化两路以上路由信息接收策略，采用动态选取的方式，接收方在任一路由接收信息，根据一定的策略选用一份信息使用或按要求两份信息都使用，防止信息丢失。该方案可以降低收发两端路由切换的相关性，而且若信息在两条路由都进行发送，一条路由中断时，不需要实施路由切换。这样，路由状态监测报告给岗位人员后，由岗位人员择机进行维修或检测，信息传输不会中断，保证信息传输的可靠性。
附图说明
49.图1为本公开相关实施例中提供的中心与测控站之间信息传输模型示意图；
50.图2为本公开提供的自适应信息传输模型的示意图；
51.图3为本公开提供的一种自适应信息传输的方法的步骤流程图；
52.图4为本公开提供的方法中接收信息选用的流程图；
53.图5为本发明再一实施例提供的一种电子设备的计算机系统内部结构示意图。
具体实施方式
54.为了更好的解释本公开，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本公开作详细描述。
55.本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本公开的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本公开。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
56.图1为本公开相关实施例中提供的中心与测控站之间信息传输模型示意图，如图1所示，信息传输的发送和接收双方都包括信息收发、信息分发决策、信息接收决策、路由状态监测、路由切换五个模块。
57.基于该模型，信息切换的过程如下：
58.测站端路由状态监测岗位人员发现路由状态异常时，向指挥机构报告当前路由状态，指挥机构决策后下达实施路由切换的命令。中心实施路由切换，测站实施路由切换，双方的路由切换都通过改变信息分发、接收策略而实现。
59.基于上述，相关实施例中的信息传输模式仍然采用专线路由方式的思路，即几乎所有的信息在传输通信上仍采用专线分时模式，即在一段时间内对于方式一，只使用指定路由的信息，即使该路由信息中断，另一路由有信息也不使用；对于方式二，只在指定路由发送信息，即使该路由故障，另一路由正常，信息也不能发送；除非切换路由。这种模式没有充分发挥双平面信息传输的优势，有一定的局限性，具体如下：
60.(1)路由选择需要人工决策，增加了判断和决策的风险
61.路由状态正常与否的判断是一个复杂的过程，特别是在ip化(即在各种成传输协议标准中，选用ip协议)信息传输时，终端和路由的相关性增强，终端故障还是路由设置问题的判断较专线模式变得更为复杂。在路由选择时，需要经过一个很繁琐的调度控制过程，增加了系统的复杂性。特别是在任务期间，决策层精力高度集中于试验任务，一个小小的瑕
疵都会牵涉决策层较大的注意力，在人工判断和决策时要承担比平时更大的风险。
62.(2)路由切换造成信息损失，增加操作带来风险
63.由于路由切换需要有判断决策的时间，所以，信息传输必然会有一段时间的中断。另外，由于切换时发送方、接收方要同时操作(如方式二时)才可以进行，这也会带来一定的操作风险。
64.(3)不适应目前繁重的航天测控任务
65.航天器早期测控任务、在轨卫星长期管理任务异常繁重，任一路由传输的信息已不仅仅是单个任务，所以对于路由的切换不仅仅是一个任务环境能决定或完成的。另外，此种信息传输方式由于任一路由中断都可能造成信息传输中断，所以对路由状态监测判断、路由切换的时机要求较高，需要信息交换双方人工反应迅速，且共同参与，增大人员的值班强度，人员操作的及时性和可靠性要求高。
66.针对上述缺陷，如何确定信息传输的策略，发挥双平面通信的优势成为迫切需要解决的问题。因此，本公开提供一种自适应信息传输的方法、装置、系统、电子设备及介质。
67.图2为本公开提供的自适应信息传输模型的示意图，如图2所示，基于该模型可以进行多路路由自适应的切换，路由切换和信息收发与图1模型中的功能相同，不同之处在于：信息选用策略就是在接收方可以通过任一路由接收信息，根据一定的策略选用一份信息使用或按要求两份信息都使用。信息分发决策同时负责信息分发的切换，可根据任务要求，将信息向一条路由发送或向两条路由都发送，接收时两条路由的信息都接收，不受路由切换的影响，但由信息选用功能部件根据具体任务需求决定信息的使用：对于特定信息，只使用一遍或收到即使用。
68.对于改进后的模型，路由切换功能可以省略或简化，这就大大消除人员参与路由决策带来的风险。
69.图3为本公开提供的一种自适应信息传输的方法的步骤流程图，如图3所示，该自适应信息传输的方法包括以下步骤：
70.步骤s310、接收至少两路信息，其中所述至少两路信息为发送方通过不同路由发送的相同信息；
71.步骤s320、按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
72.基于上述，本技术通过对传输模型进行改进，通过优化两路以上路由信息接收策略，采用动态选取的方式，接收方在任一路由接收信息，根据一定的策略选用一份信息使用或按要求两份信息都使用，防止信息丢失。该方案可以降低收发两端路由切换的相关性，而且若信息在两条路由都进行发送，一条路由中断时，不需要实施路由切换。这样，路由状态监测报告给岗位人员后，由岗位人员择机进行维修或检测，信息传输不会中断，保证信息传输的可靠性。
73.以下结合几个实施例对自适应信息传输的方法的具体结构进行介绍：
74.如图3所示，在步骤s310中，接收至少两路信息，其中所述至少两路信息为发送方通过不同路由发送的相同信息。
75.在本公开的一种示例性实施例中，接收至少两路信息之后，还包括：
76.对接收的所述至少两路信息进行缓存，其中缓存的信息中包含的属性至少包括信
源、信宿、信息标志、发送时间、任务标志、包序号中一项或多项。
77.在本公开的一种示例性实施例中，还包括：
78.提取所述信息的时间特征；
79.在时间特征缓冲区内查找所述时间特征，如果所述时间特征在所述时间特征缓冲区已有记录，则对所述信息进行存储；
80.如果所述时间特征在所述时间特征缓存区中没有记录，则将所述时间特征存入到时间特征缓冲区。
81.在本公开的一种示例性实施例中，所述时间特征为所述信息的发送时间，且发送方通过不同路由发送的相同信息中的发送时间相同。
82.如图3所示，在步骤s320中，按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
83.在本公开的一种示例性实施例中，缓存后还包括：
84.对所述信息进行判断，如果所述消息是指定消息，则使用所述信息后，将缓存的信息中的信息标志变更为已使用。
85.在本公开的一种示例性实施例中，所述按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用包括：
86.对所述至少两路信息中的任务标志进行比对，将所述至少两路信息中任务标志相同的信息视为一条可用信息进行使用；
87.如果所述至少两路信息中的任务标志位大于或等于2，则按顺序选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
88.在本公开的一种示例性实施例中，使用所述信息时，发送时间相同的信息使用一次后，将缓存的信息中的信息标志变更为已使用。
89.图4为本公开提供的方法中接收信息选用的流程图，如图4所示。在自适应信息传输方法实现过程中，需要对信息构成进行介绍：
90.按照数据传输的应用层协议，信息在传输时，携带下列属性信息：信源、信宿、信息标志、发送时间、包序号等。发送端发送信息时，将这些属性填充到待发送的信息帧，然后寻找路由进行发送，也就是说，尽管信息从双(多)路由发送，但这些多路信息实际上是相同的信息。
91.接收端从多个路由收到信息后，可选取信源、信息标志、任务标志等作为信息特征f(信源、信息标志、任务标志、x)，其中，x为信息包中的一项，来标志本帧信息。若具有该特征f的信息未使用过，则记录该特征并使用；若已使用过，则不使用该信息，这就可以保证对某特定帧信息只使用一遍。
92.假设以某包交换协议为例，一帧数据中，可供选择的信息特征有f{信源、信息标志、任务标志、t}或f{信源、信息标志、任务标志、no.}，其中，t为信息发送时间，包含发送日期和当日秒数，no.为包序号。一旦发送方会由于故障，软件重启，数据包累计计数no.作为特征项存在一定的风险，而信息发送时间在时间时序中具有唯一性，所以选用f{信源、信息标志、任务标志、t}作为信息特征。因此，在本公开提供的方法中，发送方发送信息时，发送不同路由的同一信息，发送时间是相同的，也就是说，发送方写入正确的发送时间，形成pdxp包，然后将该pdxp包向需要的各路由发送，还可以是同时发送。
93.多个路由同时存在时，不同路由之间可能存在时间延迟，可对已用信息缓冲区设置时间间隔，比如5秒。这样可以降低时间延迟带来的影响。
94.在上述方法基础上，通过仿真测试进行验证，仿真测试分两种情况，第一种为测站环境；第二种为中心环境。
95.在测站环境下，测控设备通过数据传输分系统实现与中心之间的信息交互，因此测站处理的复杂性比较小，只需要分别处理不同中心不同任务的信息，即f{信源、(中心)，信息标志、任务标志，t}。按照实际中心以及同时支持任务的最大集，测站只需要为每类数据存储下列信息：
96.{
97.信源，
98.信宿，
99.任务，
100.信息类别
101.日期，
102.时间
103.}
104.在具体处理时，按照不同的中心、任务以及信息类别分别记录该信息对应的最近100个点的时间特征(日期,时间)，按照帧频最大的外测数据计算，已经可以对5秒内接收到的数据进行缓存处理。每收到一帧信息，首先提取其时间特征，然后在时间特征缓冲区内查找该时间特征，如果该时间特征已有记录，则只对该数据进行存储；否则，将时间特征记入时间特征缓冲区，并使用该信息。
105.按照略大于实际交换的信息个数，取信息个数为15，则实际内存开销《135k。
106.在实际的仿真测试中，使用的计算机配置为pentium 43.0g/1g内存，cpu开销为：1.5％。
107.而在中心环境下，需要处理多个方向(其它中心，测站等)、多航天器的测控信息，即f{信源、信息标志、任务标志，t}。可见，中心需要处理的信息与测站需要存储的信息特征是相同的，与测站环境不同的仅仅是存储以及查询项目的数目增加很多。
108.按照目前入网的设备数量，设备个数取为35，常用信息个数取为15，在三十个任务环境下，实际内存开销《16m，与其他中心交换信息需要存储信息空间《1m，因此中心需要的存储空间《17m。在相同的环境下测试，cpu开销为：11％。
109.从测试结果看，这种信息选择策略的内存开销以及cpu开销都比较小，可以适用于测站及中心环境，而且在各实时任务及所有的在轨卫星管理任务，软件运行稳定，信息选取正确，提高了双平面的信息传输可靠性。
110.通过上述，本公开提供的传输模型以及接收端自适应信息传输选用策略具有下列效果：
111.(1)不需要进行路由切换
112.发送方只需要在多个路由上同时发送信息，由接收端选择使用，不需要操作人员参与，降低了路由切换中人员参与带来的风险；
113.(2)信息可实现无缝传输
114.接收端在进行信息选择时按照信息特征自动处理，只要有一个路由正常，就不会有信息丢失和中断。从多路由来的信息，相同信息只使用一次，避免冗余信息处理。
115.(3)信息选择不影响信息的实时性，不影响信息的时序。
116.例如，对于信息中任务标志不仅包含任务名称，还可以进一步包括任务执行时间，接收方接收到多个路由信息时及时通过自适应信息选取有用信息，避免时间延迟影响任务执行。另外，即便是多个信息，以及多个路由发送的信息，由于信息的任务标志包含任务执行时间，则会按照时序进行执行，因此也不会影响到多个信息执行的时序性。
117.本公开还提供一种自适应信息传输的装置，包括：
118.信息收发模块，用于同时发送或接收至少两路信息，其中所述至少两路信息为发送方通过不同路由发送的相同信息；
119.信息选用策略模块，用于通过信息选用的方式，按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用；
120.路由切换模块，用于控制不同路由工作状态的切换；
121.信息分发决策模块，用于控制同时通过不同路由发送相同信息时的信息分发策略。
122.本公开还提供一种自适应信息传输的系统，包括：
123.发送方，同时向至少两个路由发送信息；
124.接收方，包含以上所述的信息传输装置。
125.另一方面，本公开还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储用于上述处理器控制以下方法的操作指令：
126.接收至少两路信息，其中所述至少两路信息为发送方通过不同路由发送的相同信息；
127.按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
128.下面参考图5，其示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统400的结构示意图。图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
129.如图5所示，计算机系统400包括中央处理单元(cpu)401，其可以根据存储在只读存储器(rom)402中的程序或者从存储部分407加载到随机访问存储器(ram)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram 403中，还存储有系统400操作所需的各种程序和数据。cpu401、rom 402以及ram 403通过总线404彼此相连。输入/输出(i/o)接口405也连接至总线404。
130.以下部件连接至i/o接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至i/o接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
131.特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机
软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)401执行时，执行本技术的系统中限定的上述功能。
132.需要说明的是，本技术所示的存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
133.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
134.描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
135.另一方面，本公开还提供了一种存储介质，该存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备包括以下方法步骤：
136.接收至少两路信息，其中所述至少两路信息为发送方通过不同路由发送的相同信息；
137.按照预设策略从所述至少两路信息中选择一路信息单独使用，或选择两路或两路以上信息按照预定方式进行使用。
138.需要理解的是，以上对本发明的具体实施例进行的描述只是为了说明本发明的技术路线和特点，其目的在于让本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，但本发明并不限于上述特定实施方式。凡是在本发明权利要求的范围内做出的各种变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。