本發明涉及衛星通信技術，尤其涉及一種基于衛星系統驅動層的通信控制系統。

背景技術：

1、隨著科技的飛速發展，衛星通信憑借其覆蓋范圍廣、通信容量大、傳輸質量高以及不受地理條件限制等優勢，在全球通信領域占據著愈發重要的地位。從偏遠地區的網絡覆蓋，到海事作業、航空通信，再到軍事國防等關鍵領域，衛星通信都發揮著不可替代的作用。然而，衛星通信系統在實際應用過程中，面臨著諸多挑戰。衛星系統物理層極為繁雜，天線以及射頻模塊，在硬件架構、接口標準、信號處理方式等方面存在顯著差異。這種多樣性導致協議層難以與物理層進行有效適配，通信控制過程變得異常復雜。在此背景下，亟需一種全新的技術方案，解決物理層與協議層之間的適配問題，實現衛星系統通信的高效、穩定控制。

技術實現思路

1、針對現有技術存在的問題，本發明的目的是提供一種解決物理層與協議層之間的適配問題的基于衛星系統驅動層的通信控制系統。

2、為了實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種基于衛星系統驅動層的通信控制系統，所述系統位于衛星系統協議層和物理層之間，具體包括：

4、系統初始化模塊，用于對系統硬件和軟件進行統一初始化配置，包括gpio模塊、rf模塊、串口設備、內存資源和線程資源的初始化配置；

5、授時信息處理模塊，用于從衛星通信系統中的授時模塊中獲取授時信息，進行授時計算，并同步給其他模塊；

6、報文接收與解析模塊：用于接收并解析來自協議層的控制類udp報文和數據類udp報文，將控制類udp報文中待發送給物理層的數據以數據索引形式存儲到共享存儲空間，以及對突發數據的突發時間計劃進行緩存管理；其中，所述突發時間計劃采用超幀發送，每個超幀包括廣播時隙組、組播時隙組、單播時隙組和業務時隙組，所述突發時間計劃存儲每個超幀中每個時隙組的時隙組類型標識、時隙組時間參數、載波頻率參數、時隙數量分配情況信息、調制與編碼配置信息、報文與波形類型信息；

7、中斷響應模塊，用于采用多路復用機制響應系統中的各種中斷事件；

8、多線程并行控制模塊，用于各模塊分別單獨分配一個線程，進行多線程并行處理。

9、進一步的，所述系統初始化模塊具體包括：

10、gpio模塊初始化子模塊，用于配置gpio端口的工作模式和電平狀態；

11、rf模塊初始化子模塊，用于分別將接收本振頻率、發射本振頻率、射頻硬件增益、射頻通道配置到各對應射頻配置文件中；

12、時鐘脈沖生成子模塊，用于通過控制gpio端口生成時鐘脈沖，確保物理層能夠進行時鐘同步；

13、串口設備初始化子模塊，用于配置串口設備通信參數，包括波特率、數據位、校驗位和停止位；

14、內存資源初始化子模塊，用于分配并初始化系統所需的內存資源；

15、線程資源初始化子模塊，用于創建并初始化線程同步原語，包括信號量和互斥鎖。

16、進一步的，所述時鐘脈沖生成子模塊具體包括：

17、時鐘脈沖生成單元，用于首先將gpio?1008端口的值設置為0，然后經過2毫秒的延時后，將其值切換為1，再經過2毫秒后切換回0，從而形成一個2毫秒的時鐘脈沖；

18、狀態同步單元，用于向物理層發送同步信號，表示衛星信號的同步已完成，并啟動后續的通信過程。

19、進一步的，所述rf模塊初始化子模塊具體包括：

20、接收本振頻率配置單元，用于打開接收本振頻率配置文件，并將接收本振頻率設置為預設接收本振頻率；

21、發射本振頻率配置單元，用于打開發射本振頻率配置文件，并將發射本振頻率設置為預設發射本振頻率；

22、硬件增益設置單元，用于打開硬件增益設置文件，并將硬件增益設置為預設增益，調整射頻設備的增益；

23、硬件寄存器配置單元，用于打開硬件寄存器配置文件，并向硬件寄存器寫入射頻芯片通道配置信息。

24、進一步的，所述授時信息處理模塊具體包括：

25、授時初始化與配置子模塊，用于向授時模塊發送配置命令，設置其波特率為預設值；

26、授時數據讀取子模塊，用于通過監測授時模塊產生事件，檢查是否有授時報文可供讀取；當有授時報文時，從授時模塊讀取授時報文，并將授時報文存入緩沖區中；

27、授時數據解析子模塊，用于從緩沖區的授時報文中按照報文類型和報文預設位置與數據的對應關系，解析并計算授時報文中的各項授時信息，包括時間戳、經緯度解析、海拔；

28、授時狀態同步子模塊，用于檢查授時狀態字段，判斷授時信息是否有效，若授時信息有效，則觸發時鐘同步操作，并通知系統開始進行后續的時鐘同步與數據處理；

29、時鐘同步通知與數據共享子模塊，用于在成功解析授時信息后，將授時信息保存到相應的數據結構中，并通過共享機制將其提供給系統的其他模塊使用，并設置同步標志為1，防重復操作標記為1，確保系統各部分的數據同步和防止重復同步操作。

30、進一步的，所述報文接收與解析模塊包括控制類報文解析與處理子模塊，所述控制類報文解析與處理子模塊具體包括：

31、udp套接字初始化與綁定單元，用于創建udp套接字，并綁定到預設端口，以接收控制類報文；

32、控制類報文接收并解析單元，用于通過創建的udp套接字接收控制類報文，并根據報文類型和報文中數據位置與數據的對應關系，從控制類報文中解析出控制信息，并創建數據索引，將控制信息存儲到共享存儲空間中；所述數據索引具體存儲控制信息每個數據塊的超幀序號、幀載波編號、時隙編號、數據長度、數據內容；

33、突發時間計劃處理單元，用于對控制類報文中的突發時間計劃進行緩存管理；

34、數據完整性校驗單元，用于對控制信息數據結構中的控制信息進行數據完整性校驗，如果數據不完整或有錯誤，則生成錯誤應答，并發送回協議層，告知發送方數據解析失??；若完整，則生成成功處理應答發送回協議層。

35、進一步的，所述報文接收與解析模塊還包括數據類報文解析與處理子模塊，所述數據類報文解析與處理子模塊具體包括：

36、udp套接字初始化與綁定單元：用于創建udp套接字，并綁定到預設端口，以接收數據類報文；

37、數據類報文接收與解析單元，用于通過創建的udp套接字接收數據類報文，并從中解析出數據內容，以及判斷數據內容是否為同一超幀，并根據超幀編號更新相關數據索引中的狀態；

38、時隙校驗與數據存儲單元，用于在接收到數據類報文后，檢查時隙編號和超幀編號，確保數據屬于當前有效的超幀，如果數據屬于新超幀，則更新數據索引，并清空之前的數據緩存，之后根據數據長度和時隙編號，以數據索引方式存儲到共享存儲空間中，確保數據按順序存儲；

39、數據校驗與處理單元，用于根據接收到的數據長度校驗數據的完整性，如果數據長度與預期匹配，則將數據存儲到ddr或其他存儲區域；如果數據不完整或存在錯誤，則繼續等待下一個有效的數據報文；

40、數據存儲與地址管理單元，用于根據數據長度和前一條數據的存儲地址計算出新的數據存儲地址，并將數據寫入相應的內存區域；

41、應答反饋與狀態更新單元：用于在處理完數據后，向協議層發送處理結果或狀態更新信息，確認數據已成功接收并存儲。

42、進一步的，所述中斷響應模塊用于通過輪詢和事件處理機制，對超幀、預配置模塊、異常檢測和前向接收設備的中斷，執行相應的響應操作。

43、進一步的，所述中斷響應模塊具體包括：

44、信號量等待子模塊，用于等待由其他線程傳遞的中斷信號量；

45、中斷輪詢子模塊，打開各設備文件，并為每個設備文件設置相應的事件類型，輪詢多個設備文件，等待各類中斷事件的發生；

46、中斷處理子模塊，用于在接收到超幀中斷時，讀取超幀計數并獲取授時狀態，更新超級幀計數器和系統狀態信息；在接收到預配置中斷時，加載并應用通信鏈路的最新配置參數；在接收異常中斷或前向接收中斷時，在對應設備文件記錄錯誤信息并觸發異常恢復程序。

47、一種衛星通信系統，其特征在于，配置了上述基于衛星系統驅動層的通信控制系統。

48、本發明與現有技術相比，其有益效果是：本發明創造性地構建了一套通用的驅動層框架，攻克了衛星通信系統中物理層異構性難題。無論采用何種硬件架構，驅動層均可通過統一的接口標準進行適配，有效避免了因硬件差異導致的通信障礙，大幅提升了系統兼容性與擴展性。這一創新讓衛星通信系統集成變得更為簡單高效，減少了研發與維護成本。同時本發明也提出了多層級協同處理機制。驅動層與物理層、協議層緊密協作，對報文進行分級處理，有效減輕了協議層的工作負擔，提升了數據處理的速度和準確性。在面對突發中斷事件時，各層級快速響應，協同完成數據處理，極大提高了系統的穩定性與可靠性。