1.本发明涉及一种多模网关的软件定义框架及通信控制方法，属于无线通信技术领域。
背景技术：2.物联网是指通过信息传感设备，按照约定的协议把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。随着我国于2019年11月启动6g网络研发计划，6g网络将与卫星网络融合以实现陆地、海洋和太空等信号覆盖。卫星网络作为6g网络的重要组成部分，能够为现有移动通信“盲区”提供更泛在化和立体化的信号覆盖。
3.相对于地面物联网，卫星物联网在覆盖范围、通信容量以及网络建设等方面有明显的优势。卫星空间组网不受陆地地形与规划的限制，且在自然灾害导致陆地网络被损坏的情况下仍可正常工作。从终端接入方式看，很多6g与卫星融合应用场景需要通过网关进行接入并数据传输，主要由于网关可以对陆地的有线监测网络、近程无线监测网络进行接入整合并数据汇聚，通过网关的上行卫星链路实现数据的远程传输。
4.由于卫星相对地面高速运动，其与地面终端之间的可视存在一定的时差。例如，我国自主建设的北斗卫星的终端报文服务间隔为1分钟或5分钟，美国铱星的单星覆盖时间约为10分钟。同时，卫星物联网的业务类型众多，传输的数据类型、持续时长、业务量、频率、峰值时段等差异显著。为了保证地面服务的连续性，采用多模设计的网关将可降低数据传输的时延，一定程度上满足服务的连续性服务需求。
5.因此，卫星物联网移动性管理需要综合考虑海量终端、频繁切换以及信令传播时延长等影响。
6.多模通信网关不仅可作为地面观测远程通信的汇聚节点(如数据采集、控制执行以及个人终端近程接入通信等)，同时亦可作为管理节点(如通道质量监测、多模通道管理以及终端任务的协同交互等)，在这种异构接入及协作通信下，存在异构资源的接入管理和并行通道的传输控制关键技术需要研究。当前业内采取的并发传输方案大多应用于视频等高带宽应用或者局域组网监测场景，主要采用编码压缩处理，还有结合网络信道质量感知的传输方法等，但未考虑卫星通道状态信息，终端请求未与多通道资源进行匹配，无法与终端的监测活动进行协同，造成不能保证业务分载的性能。
技术实现要素：7.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种多模网关的软件定义框架及通信控制方法，实现终端数据上报与多模通道传输的协同式工作。
8.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
9.第一方面，本发明提供了一种多模网关的软件定义框架，包括：终端层、协议适配层、消息识别层、消息管理层、通道策略层、平台层、代理层和服务层；
10.所述终端层包括工作现场有线接入或网关集成的监控终端或服务终端，或者近程无线通信的监控终端或服务终端；
11.所述协议适配层分别于与终端层、平台层、消息识别层、服务层相连接，用于从平台层同步终端协议适配策略，对终端层发送的数据进行协议适配并转换，执行软件定义模块功能，并将转换后数据发向消息识别层，接收从服务层发送的数据，将数据转换为终端层可接收的协议格式，再发送至终端层；
12.所述消息识别层用于接收终端层通过协议适配层发来的数据请求，解析并获得消息类型，执行软件定义模块功能；
13.所述消息管理层与消息识别层相连接，用于接收消息识别层发来的终端数据中的有效数据，结合北斗单通道的有效传输带宽，估算出终端数据传输所需的北斗多模的通道数，并评估出北斗多模的传输周期，执行软件定义模块功能；
14.所述通道策略层与平台层相连接，用于从平台层同步包括多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期中的任意一种或多种，执行软件定义模块功能；
15.所述平台层与服务层相连接，所述平台层包括终端协议适配策略、多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略、最大传输周期中的意一种或多种，所述平台层开放能力接口，为服务层提供服务接口、管理接口和用户访问接口，执行软件定义模块功能；
16.所述代理层包括软件定义网关中的状态代理和业务代理，所述状态代理负责处理终端数据的发送请求，解析并获取终端消息类型及有效数据大小，为终端数据上报策略、多模通道传输策略的确立提供依据；所述业务代理负责获取平台层的终端协议适配策略，打包终端层通过协议适配层传来的终端数据；
17.所述服务层包括各类服务、各类管理和各类用户。
18.进一步的，所述消息管理层中，所述传输周期根据即时通道或非即时通道的下一次消息传输的时延、每个通道的消息传输时延，并叠加一定量的额外时延来进行配置。
19.进一步的，所述通道策略层中，所述多模消息封包策略用于对北斗多模通道的传输数据进行封装，所述多模通道分配用于确定即时通道数和非即时通道数；所述多模通道分配可将单个即时通道或部分或全部即时通道按需配置为非即时通道或将单个非即时通道或部分或全部非即时通道按需配置为即时通道；所述通道工作时间策略用于对即时通道和非即时通道的工作状态进行管理，包括连续工作模式或间歇式工作模式的设置，以及将部分或全部通道设置为休眠工作模式；所述最大传输周期用于对即时通道和/或非即时通道的传输周期进行配置。
20.进一步的，所述通道策略层中，所述多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略、最大传输周期是为北斗多模网关的单个北斗通道进行配置，或者选择部分或全部通道进行统一配置。
21.进一步的，所述代理层中，所述状态代理还负责获取平台层的终端协议适配策略，并在唤醒业务代理后同步该策略至业务代理；所述状态代理负责获取平台层的多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期，计算并确立软件定义网关的多模通道传输策略；所述业务代理还负责同步多模通道传输策略，并通过多模通道执行终端数据的传输操作。
22.第二方面，本发明提供一种多模网关的通信控制方法，所述多模网关采用前述任一项所述的多模网关的软件定义框架，包括：
23.步骤1：终端向软件定义网关发送数据请求，该请求由软件定义网关的状态代理进行处理，由状态代理提前数据请求中的消息类型和终端数据的有效数据大小，从而评估出网关多模传输的基础策略中的通道的数量和传输周期数；
24.步骤2：软件定义网关的状态代理收到终端的数据请求后，向终端反馈ack消息；
25.步骤3：软件定义网关的状态代理从云端的平台层获取多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期中的任意一种或多种，用于更新多模通道传输的基础策略，所述的状态代理从云端的平台层获取终端协议适配策略，并记录该策略；
26.步骤4：软件定义网关的状态代理唤醒业务代理的工作状态，将步骤3中获得的终端协议转换策略、多模通道传输的基础策略同步至业务代理；
27.步骤5：软件定义网关的业务代理根据步骤4获得的多模通道传输的基础策略，对分配的多模通道进行状态检测，建立状态良好的终端数据传输通道表；同时，业务代理获取终端数据传输通道表中各通道的传输时刻，计算各通道的传输时延；所述多模通道传输的基础策略以及本步骤获得的传输时延最小的通道一起更新入多模通道传输策略；
28.步骤6：软件定义网关的业务代理将步骤5中获得的多模通道传输策略传送给状态代理，并由状态代理根据终端数据的传输方案建立终端业务数据上报策略；
29.步骤7：软件定义网关的状态代理将所述终端数据上报策略反馈给终端，完成后状态代理在设定的时间阈值内无新的数据请求将进入休眠状态，否则将执行返回步骤1；终端基于终端业务数据上报策略进行数据上报的控制，终端数据发送的时刻与北斗多模通道的传输时刻进行匹配，相互之间实现协同式通信；
30.步骤8：终端依据通过步骤4获得的终端业务数据上报策略上报数据；软件定义网关的业务代理接收终端数据，具体过程为业务代理通过步骤4中获得的终端协议转换策略进行解析并重新封装终端数据；
31.步骤9：软件定义网关的业务代理依据多模通道传输策略，在传输周期内对终端k数据进行多模或单模传输；
32.步骤10：在传输周期完成后，完成本次终端的数据请求及数据上报并传输的全部过程。
33.进一步的，所述软件定义网关的状态代理唤醒业务代理的工作状态，包括：
34.状态代理将业务代理从休眠状态激活为正常工作状态，同时状态代理从激活状态转换为休眠状态。
35.进一步的，所述终端在数据上报后，在设定的时间阈值内无新数据上报将进入休眠，在下一次数据请求时自动醒来并工作；所述业务代理在设定的时间阈值内无新的数据传输任务，则将多模通道置为休眠工作状态；所述业务代理唤醒状态代理的工作状态，即是业务代理将状态代理从休眠状态激活为正常工作状态；所述业务代理转为休眠状态，即完成自身工作状态的切换。
36.进一步的，假设终端层的终端数量为k，其中终端k(k∈k)在传输数据请求时，假设终端数据包大小为dt
kwd
，其中有效数据大小为dt
kpl
；软件定义网关的北斗总模数为n
bc
，北斗单通道的传输数据帧包括有效传输的数据和功能字段，其中：有效传输的数据大小为
北斗单通道的功能字段长度为软件定义网关中用于即时消息传输的北斗模数为软件定义网关中用于非即时消息传输的北斗模数为且满足：
[0037][0038]
一个北斗单通道的完整数据传输消息长度为：
[0039][0040]
在一个多模传输周期中，软件定义网关的北斗多模的即时消息传输需求为：
[0041][0042]
软件定义网关评估终端k的数据通过北斗多模进行即时消息传输时的周期系数为：
[0043][0044]
由上可知，当终端数据层的监控终端或采集终端发送即时消息请求时，北斗多模的传输周期数可确定为：
[0045][0046]
其中，为即时消息在北斗多模的最大传输周期数，根据终端的业务类型进行定义，在软件定义网关的初始化配置时进行设置。
[0047]
进一步的，在一个多模传输周期中，软件定义网关的北斗多模的非即时消息传输需求为：
[0048][0049]
软件定义网关评估终端k的数据通过北斗多模进行非即时消息传输时的周期系数为：
[0050][0051]
由上可知，当终端数据层的监控终端或采集终端发送即时消息请求时，北斗多模的传输周期数可确定为：
[0052][0053]
其中，为非即时消息在北斗多模的最大传输周期数，根据终端的业务类型进行定义。
[0054]
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
[0055]
本发明提供一种多模网关的软件定义框架及通信控制方法，在多模网关的软件定义框架下，多模网关通过状态代理与业务代理协同配合，通过状态代理处理终端的数据请求，结合业务代理获取卫星多模通道的工作状态信息；由状态代理生成终端数据上报、适配策略以及多模通道传输策略，业务代理控制多模通道进行数据传输，从而实现终端数据上报与多模通道传输的协同式工作。
附图说明
[0056]
图1是本发明实施例提供的北斗卫星多模软件定义网关平台架构示意图；
[0057]
图2是本发明实施例提供的多模网关的软件定义框架示意图；
[0058]
图3是本发明实施例提供的软件定义网关的通信控制流程图。
具体实施方式
[0059]
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0060]
实施例1
[0061]
北斗卫星多模软件定义网关平台的架构如图1所示，包括直连集成模块、近程通信模块、北斗多模模块、中间适配模块、储存管理模块、代理管理模块、状态监测模块、配置程序模块、通道策略模块和应用模块；所述的储存管理模块包括微处理器、存储器和操作系统；所述的代理管理模块包括状态代理和业务代理；所述的直连集成模块包括传感器或外设等集成于网关硬件的输入接口(如gpio接口、串口、spi接口、i2c接口)；所述的近程通信模块包括蓝牙模块、wifi模块、lora模块或nb-iot模块等；所述的北斗多模模块，通过集成2个或更多个北斗模块以实现北斗多链路远程通信。
[0062]
多模网关的软件定义框架如图2所示，从逻辑架构上分为终端层、协议适配层、消息识别层、消息管理层、通道策略层、平台层和服务层，主要处理步骤如下：
[0063]
终端层包括工作现场的有线接入(或网关集成)的监控终端(或服务终端)，或者近程无线通信的监控终端(或服务终端)；
[0064]
协议适配层从云端的平台层同步终端协议适配策略，用于对终端数据进行协议适配并转换，执行图中
①
处的软件定义模块功能，并将转换后数据发向消息识别层；同理，反向的数据流，即从服务层发来的数据(如通过北斗多模通道的南向接口向某台终端发出控制指令等)通过协议适配层的处理后，转换为终端层的对应终端可以理解的协议格式，并由终端执行对应任务或操作。
[0065]
消息识别层：解析终端层终端通过协议适配层发来的数据请求，解析并获得消息类型，即识别终端数据为即时消息或非即时消息，即执行图中
②
处的软件定义模块功能。
[0066]
消息管理层包括即时消息队列和非即时消息队列，消息识别层的即时消息进入即时消息队列进行管理，同理，非即时消息进入非即时消息队列进行管理；该层通过软件定义网关的状态代理解析经由消息识别层发来的终端数据中的有效数据大小(即终端数据中的payload数据)，结合北斗单通道的有效传输带宽(北斗单通道的传输协议中的有效数据，即通道传输协议中的payload数据)，即可估算出终端数据传输所需的北斗多模的通道数，并
评估出北斗多模的传输周期，执行图中
③
处的软件定义模块功能；所述的传输周期是根据即时通道或非即时通道的下一次消息传输的时延、每个通道的消息传输时延，并叠加一定量的额外时延来进行配置的。
[0067]
通道策略层通过软件定义网关的状态代理从云端的平台层同步包括多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期等，执行图中
④
处的软件定义模块功能，其中：所述的多模消息封包策略用于对北斗多模通道的传输数据(采用单通道传输的终端有效数据，或分拆为多通道传输的终端有效数据)的封装；所述的多模通道分配用于确定即时通道数(如rtc 1、rtc2、
……
、rtc u，即u个即时传输通道)和非即时通道数(如nrtc1、nrtc2、
……
、nrtc v，即v个非即时传输通道)；所述的多模通道分配还可以将单个即时通道(或部分或全部即时通道)按需配置为非即时通道或将单个非即时通道(或部分或全部非即时通道)按需配置为即时通道；所述的通道工作时间策略用于对即时通道和非即时通道的工作状态进行管理，包括连续工作模式(包括工作周期和工作时段)或间歇式工作模式(包括工作周期和工作时段)的设置，以及将部分或全部通道(即时通道或非即时通道)设置为休眠工作模式；所述的最大传输周期用于对即时通道和(或)非即时通道的传输周期进行配置，避免北斗多模中的通道被长时间占用，特别是被恶意使用的情况；所述的多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略、最大传输周期可以是为北斗多模网关的单个北斗通道进行配置，也可以选择部分或全部通道进行统一配置。
[0068]
平台层包括终端协议适配策略、多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略、最大传输周期等的设置等；同时，平台层开放能力接口，为服务层提供服务接口、管理接口和用户访问接口，执行图中
⑤
处的软件定义模块功能。
[0069]
代理层由软件定义网关中的状态代理和业务代理组成，其中：所述的状态代理负责处理终端数据的发送请求，解析并获取终端消息类型及有效数据大小，为终端数据上报策略、多模通道传输策略的确立提供依据；所述的状态代理负责获取平台层的终端协议适配策略，并在唤醒业务代理后同步该策略至业务代理；所述的状态代理负责获取平台层的包括多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期等，计算并确立软件定义网关的多模通道传输策略；所述的业务代理负责获取平台层的终端协议适配策略，打包终端层通过协议适配层传来的终端数据；所述的业务代理负责同步多模通道传输策略，并通过多模通道执行终端数据的传输操作。
[0070]
服务层包括各类服务、各类管理和各类用户。
[0071]
实施例2
[0072]
软件定义网关的通信控制流程如图3所示。
[0073]
步骤a，终端k向软件定义网关发送数据请求，该请求由软件定义网关的状态代理进行处理，由状态代理提前数据请求中的消息类型和终端数据的有效数据大小，从而评估出网关多模传输的基础策略中的通道的数量和传输周期数；
[0074]
步骤b，软件定义网关的状态代理收到终端k的数据请求后，向终端k反馈ack消息；
[0075]
步骤c，软件定义网关的状态代理从云端的平台层获取包括多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期等，用于更新多模通道传输的基础策略(包括封包的帧格式、即时通道数和/或非即时通道数、各通道的工作时间配置信息、各即时通道和/或非即时通道的传输周期等)；所述的状态代理从云端的平台层获取终端协议适配
策略，并记录该策略；
[0076]
步骤d，软件定义网关的状态代理唤醒业务代理的工作状态，将步骤c中获得的终端协议转换策略、多模通道传输的基础策略同步至业务代理；所述的唤醒即是状态代理将业务代理从休眠状态激活为正常工作状态，同时状态代理从激活状态转换为休眠状态；
[0077]
步骤e，软件定义网关的业务代理根据步骤d获得的多模通道传输的基础策略，对分配的多模通道进行状态检测，建立状态良好的终端数据传输通道表；同时，业务代理获取终端数据传输通道表中各通道的传输时刻，即计算各通道的传输时延；所述的多模通道传输的基础策略以及本步骤获得的传输时延最小的通道(单个通道或多个通道，通道数取决于步骤a评估出的网关多模通道的数量)一起更新入多模通道传输策略，即多模通道传输策略是在步骤c建立的多模通道传输策略基础上，再叠加通道状态良好的通道列表(所述的通道列表即为被选中的网关的对应通道)；
[0078]
步骤f，软件定义网关的业务代理将步骤e中获得的多模通道传输策略传送给状态代理，并由状态代理根据终端数据的传输方案(所述的传输方案即为选中的通道数及传输周期数)建立终端业务数据上报策略；
[0079]
步骤g，软件定义网关的状态代理将终端数据上报策略反馈给终端，完成后状态代理在设定的时间阈值内无新的数据请求将进入休眠状态，否则将执行返回步骤a，即执行新的数据请求；终端基于终端业务数据上报策略进行数据上报的控制，即终端数据发送的时刻与北斗多模通道的传输时刻进行匹配，相互之间实现协同式通信；
[0080]
步骤h，终端k依据通过步骤d获得的终端业务数据上报策略上报数据；软件定义网关的业务代理接收终端k数据，具体过程为业务代理通过步骤d中获得的终端协议转换策略进行解析并重新封装终端数据；
[0081]
步骤i，软件定义网关的业务代理依据多模通道传输策略，在传输周期内对终端k数据进行多模(或单模)传输；
[0082]
步骤j，在传输周期完成后，即完成本次终端的数据请求及数据上报并传输的全部过程，终端在数据上报后，在设定的时间阈值内无新数据上报将进入休眠，在下一次数据请求时自动醒来并工作；所述的业务代理在设定的时间阈值内无新的数据传输任务，则将多模通道置为休眠工作状态；所述的业务代理唤醒状态代理的工作状态，即是业务代理将状态代理从休眠状态激活为正常工作状态；所述的业务代理转为休眠状态，即完成自身工作状态的切换。
[0083]
假设终端层的终端(监控终端或采集终端)数量为k，其中终端k(k∈k)在传输数据请求时，假设终端数据包大小为dt
kwd
，其中有效数据大小为dt
kpl
；软件定义网关的北斗总模数为n
bc
，北斗单通道的传输数据帧包括有效传输的数据和功能字段，其中：有效传输的数据大小为北斗单通道的功能字段长度为软件定义网关中用于即时消息传输的北斗模数为软件定义网关中用于非即时消息传输的北斗模数为且满足：
[0084][0085]
一个北斗单通道的完整数据传输消息长度为：
[0086]
[0087]
在一个多模传输周期中，软件定义网关的北斗多模的即时消息传输需求为：
[0088][0089]
软件定义网关评估终端k的数据通过北斗多模进行即时消息传输时的周期系数为：
[0090][0091]
由上可知，当终端数据层的监控终端或采集终端发送即时消息请求时，北斗多模的传输周期数可确定为：
[0092][0093]
其中，为即时消息在北斗多模的最大传输周期数。可根据终端的业务类型(从技术层面来看，即体现为数据包大小)进行定义，可在软件定义网关的初始化配置时进行设置，此为避免北斗多模的即时消息通道(单通道或多通道)不会一直被一个终端(或多个终端)的一条或多条大数据包占用，此大数据包被认为是非正常数据包，特别是避免北斗多模通道被攻击者恶意攻击的情况。
[0094]
同理，在一个多模传输周期中，软件定义网关的北斗多模的非即时消息传输需求为：
[0095][0096]
软件定义网关评估终端k的数据通过北斗多模进行非即时消息传输时的周期系数为：
[0097][0098]
由上可知，当终端数据层的监控终端或采集终端发送即时消息请求时，北斗多模的传输周期数可确定为：
[0099][0100]
其中，为非即时消息在北斗多模的最大传输周期数。可根据终端的业务类型(从技术层面来看，即体现为数据包大小)进行定义，可在软件定义网关的初始化配置时进行设置，此为避免北斗多模的非即时消息通道(单通道或多通道)不会一直被一个终端(或多个终端)的一条或多条大数据包占用，此大数据包被认为是非正常数据包，特别是避免北斗多模通道被攻击者恶意攻击的情况。
[0101]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.一种多模网关的软件定义框架，其特征在于，包括：终端层、协议适配层、消息识别层、消息管理层、通道策略层、平台层、代理层和服务层；所述终端层通过有线或无线接入软件定义网关，所述终端层包括工作现场有线接入或网关集成的监控终端或服务终端，或者近程无线通信的监控终端或服务终端；所述协议适配层分别于与终端层、平台层、消息识别层、服务层相连接，用于从平台层同步终端协议适配策略，对终端层发送的数据进行协议适配并转换，执行软件定义模块功能，并将转换后数据发向消息识别层，接收从服务层发送的数据，将数据转换为终端层可接收的协议格式，再发送至终端层；所述消息识别层用于接收终端层通过协议适配层发来的数据请求，解析并获得消息类型，执行软件定义模块功能；所述消息管理层与消息识别层相连接，用于接收消息识别层发来的终端数据中的有效数据，结合北斗单通道的有效传输带宽，估算出终端数据传输所需的北斗多模的通道数，并评估出北斗多模的传输周期，执行软件定义模块功能；所述通道策略层与平台层相连接，用于从平台层同步包括多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期中的任意一种或多种，执行软件定义模块功能；所述平台层与服务层相连接，所述平台层包括终端协议适配策略、多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略、最大传输周期中的意一种或多种，所述平台层开放能力接口，为服务层提供服务接口、管理接口和用户访问接口，执行软件定义模块功能；所述代理层包括软件定义网关中的状态代理和业务代理，所述状态代理负责处理终端数据的发送请求，解析并获取终端消息类型及有效数据大小，为终端数据上报策略、多模通道传输策略的确立提供依据；所述业务代理负责获取平台层的终端协议适配策略，打包终端层通过协议适配层传来的终端数据；所述服务层包括各类服务、各类管理和各类用户。2.根据权利要求1所述的多模网关的软件定义框架，其特征在于：所述消息管理层中，所述传输周期根据即时通道或非即时通道的下一次消息传输的时延、每个通道的消息传输时延，并叠加一定量的额外时延来进行配置。3.根据权利要求1所述的多模网关的软件定义框架，其特征在于：所述通道策略层中，所述多模消息封包策略用于对北斗多模通道的传输数据进行封装，所述多模通道分配用于确定即时通道数和非即时通道数；所述多模通道分配可将单个即时通道或部分或全部即时通道按需配置为非即时通道或将单个非即时通道或部分或全部非即时通道按需配置为即时通道；所述通道工作时间策略用于对即时通道和非即时通道的工作状态进行管理，包括连续工作模式或间歇式工作模式的设置，以及将部分或全部通道设置为休眠工作模式；所述最大传输周期用于对即时通道和/或非即时通道的传输周期进行配置。4.根据权利要求3所述的多模网关的软件定义框架，其特征在于：所述通道策略层中，所述多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略、最大传输周期是为北斗多模网关的单个北斗通道进行配置，或者选择部分或全部通道进行统一配置。5.根据权利要求1所述的多模网关的软件定义框架，其特征在于：所述代理层中，所述状态代理还负责获取平台层的终端协议适配策略，并在唤醒业务代理后同步该策略至业务
代理；所述状态代理负责获取平台层的多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期，计算并确立软件定义网关的多模通道传输策略；所述业务代理还负责同步多模通道传输策略，并通过多模通道执行终端数据的传输操作。6.一种多模网关的通信控制方法，所述多模网关采用权利要求1-5任一项所述的多模网关的软件定义框架，其特征在于，包括：步骤1：终端向软件定义网关发送数据请求，该请求由软件定义网关的状态代理进行处理，由状态代理提前数据请求中的消息类型和终端数据的有效数据大小，从而评估出网关多模传输的基础策略中的通道的数量和传输周期数；步骤2：软件定义网关的状态代理收到终端的数据请求后，向终端反馈ack消息；步骤3：软件定义网关的状态代理从云端的平台层获取多模消息封包策略、多模通道分配、通道工作时间策略以及最大传输周期中的任意一种或多种，用于更新多模通道传输的基础策略，所述的状态代理从云端的平台层获取终端协议适配策略，并记录该策略；步骤4：软件定义网关的状态代理唤醒业务代理的工作状态，将步骤3中获得的终端协议转换策略、多模通道传输的基础策略同步至业务代理；步骤5：软件定义网关的业务代理根据步骤4获得的多模通道传输的基础策略，对分配的多模通道进行状态检测，建立状态良好的终端数据传输通道表；同时，业务代理获取终端数据传输通道表中各通道的传输时刻，计算各通道的传输时延；所述多模通道传输的基础策略以及本步骤获得的传输时延最小的通道一起更新入多模通道传输策略；步骤6：软件定义网关的业务代理将步骤5中获得的多模通道传输策略传送给状态代理，并由状态代理根据终端数据的传输方案建立终端业务数据上报策略；步骤7：软件定义网关的状态代理将所述终端数据上报策略反馈给终端，完成后状态代理在设定的时间阈值内无新的数据请求将进入休眠状态，否则将执行返回步骤1；终端基于终端业务数据上报策略进行数据上报的控制，终端数据发送的时刻与北斗多模通道的传输时刻进行匹配，相互之间实现协同式通信；步骤8：终端依据通过步骤4获得的终端业务数据上报策略上报数据；软件定义网关的业务代理接收终端数据，具体过程为业务代理通过步骤4中获得的终端协议转换策略进行解析并重新封装终端数据；步骤9：软件定义网关的业务代理依据多模通道传输策略，在传输周期内对终端k数据进行多模或单模传输；步骤10：在传输周期完成后，完成本次终端的数据请求及数据上报并传输的全部过程。7.根据权利要求6所述的多模网关的通信控制方法，其特征在于，所述软件定义网关的状态代理唤醒业务代理的工作状态，包括：状态代理将业务代理从休眠状态激活为正常工作状态，同时状态代理从激活状态转换为休眠状态。8.根据权利要求6所述的多模网关的通信控制方法，其特征在于，所述终端在数据上报后，在设定的时间阈值内无新数据上报将进入休眠，在下一次数据请求时自动醒来并工作；所述业务代理在设定的时间阈值内无新的数据传输任务，则将多模通道置为休眠工作状态；所述业务代理唤醒状态代理的工作状态，即是业务代理将状态代理从休眠状态激活为正常工作状态；所述业务代理转为休眠状态，即完成自身工作状态的切换。
9.根据权利要求6所述的多模网关的通信控制方法，其特征在于，假设终端层的终端数量为k，其中终端k(k∈k)在传输数据请求时，假设终端数据包大小为其中有效数据大小为软件定义网关的北斗总模数为n
bc
，北斗单通道的传输数据帧包括有效传输的数据和功能字段，其中：有效传输的数据大小为北斗单通道的功能字段长度为软件定义网关中用于即时消息传输的北斗模数为软件定义网关中用于非即时消息传输的北斗模数为且满足：一个北斗单通道的完整数据传输消息长度为：在一个多模传输周期中，软件定义网关的北斗多模的即时消息传输需求为：软件定义网关评估终端k的数据通过北斗多模进行即时消息传输时的周期系数为：由上可知，当终端数据层的监控终端或采集终端发送即时消息请求时，北斗多模的传输周期数可确定为：其中，为即时消息在北斗多模的最大传输周期数，根据终端的业务类型进行定义，在软件定义网关的初始化配置时进行设置。10.根据权利要求9所述的多模网关的通信控制方法，其特征在于，在一个多模传输周期中，软件定义网关的北斗多模的非即时消息传输需求为：软件定义网关评估终端k的数据通过北斗多模进行非即时消息传输时的周期系数为：由上可知，当终端数据层的监控终端或采集终端发送即时消息请求时，北斗多模的传输周期数可确定为：
其中，为非即时消息在北斗多模的最大传输周期数，根据终端的业务类型进行定义。
技术总结本发明公开了一种多模网关的软件定义框架及通信控制方法，涉及无线通信领域，在SDN控制框架下，多模网关通过状态代理与业务代理协同配合，通过状态代理处理终端的数据请求，结合业务代理获取卫星多模通道的工作状态信息；由状态代理生成终端数据上报、适配策略以及多模通道传输策略，业务代理控制多模通道进行数据传输，从而实现终端数据上报与多模通道传输的协同式工作，本发明实施例通过SDN方法可实现卫星多模网关的智能化设计，具有可适用于多接入、多链路、并发传输、近程接入与远程链路协同通信的优点，优化了并行通道分发能力，从而使得卫星多模链路获得较优的时效性和资源利用率需求。用率需求。用率需求。
技术研发人员：丁飞 庄衡衡 张美楠 马海蓉 童恩 张登银
受保护的技术使用者：南京邮电大学
技术研发日：2022.07.15
技术公布日：2022/11/1
