基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法
【專利摘要】基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，根據(jù)用戶需求生成配置文件并下載到星上處理單元的FPGA內(nèi)，完成步驟包括：(1)根據(jù)用戶需求生成配置文件；(2)重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸操作：地面管理中心將配置文件數(shù)據(jù)隱藏在數(shù)據(jù)鏈路發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中，并發(fā)送到星上控制單元，星上控制單元完成數(shù)據(jù)驗證、提取和存儲；(3)重構(gòu)操作：根據(jù)地面管理中心發(fā)送的重構(gòu)指令開啟操作，將星上控制單元存儲的配置文件下載到星上處理單元的FPGA內(nèi)，本發(fā)明方法通過數(shù)據(jù)鏈路通道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中隱藏配置文件數(shù)據(jù)，解決現(xiàn)有衛(wèi)星系統(tǒng)不能靈活應(yīng)用于用戶新的功能需求和利用遙測通道進(jìn)行重構(gòu)操作造成數(shù)據(jù)傳輸速率低和實時性差的問題。
【專利說明】基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有衛(wèi)星處理系統(tǒng)的功能設(shè)計之初已經(jīng)確定，其功能的實現(xiàn)依靠星上系統(tǒng)中的FPGA加載存儲器中的配置文件來完成，該配置文件實現(xiàn)了衛(wèi)星系統(tǒng)的功能。配置文件在衛(wèi)星發(fā)射前已經(jīng)固化到存儲器中，因此當(dāng)用戶有新的功能需求時，該衛(wèi)星不能通過改變自身的程序?qū)崿F(xiàn)新的功能，無法滿足要求。同時現(xiàn)有的重構(gòu)方法采用衛(wèi)星遙控遙測通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率低且實時性差，不能滿足配置文件的傳輸要求。
[0003]綜上所述，現(xiàn)有衛(wèi)星系統(tǒng)不能靈活應(yīng)用于用戶新的功能需求，因此，本發(fā)明提出了一種基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，該方法在用戶有新的功能需求時，通過信息隱藏算法將配置文件隱藏在數(shù)據(jù)鏈路中發(fā)送到衛(wèi)星系統(tǒng)中的控制單元，控制單元提取出配置文件并寫入存儲器中，地面管理中心發(fā)送遙控指令到控制單元，將新的配置文件重新加載到星上處理單元的FPGA中，實現(xiàn)衛(wèi)星系統(tǒng)功能的改變，從而實現(xiàn)星上系統(tǒng)的在軌重構(gòu)。
[0004](I)查閱文獻(xiàn)，在數(shù)據(jù)庫中搜索“信息隱藏”、“衛(wèi)星系統(tǒng)”和“重構(gòu)”，沒有找到相關(guān)學(xué)術(shù)論文。
[0005](2)查閱國外報告等文獻(xiàn)，搜索“Informat1n Hiding，，、“Satellite System”、“Reconfigure”,沒有找到相關(guān)文章。
[0006](3)查閱專利庫，搜索“信息隱藏”、“衛(wèi)星系統(tǒng)”和“重構(gòu)”，沒有找到相關(guān)專利。
[0007](4)在專利數(shù)據(jù)庫中搜索“Informat1n Hiding”、“Satellite System”、“Reconfigure”,沒有找到相關(guān)專利。
[0008]根據(jù)現(xiàn)有公開的資料查詢，目前衛(wèi)星系統(tǒng)不能因用戶的需求進(jìn)行靈活的適配，并且采用遙測通道進(jìn)行重構(gòu)操作數(shù)據(jù)傳輸速率低和實時性差；目前尚沒有基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，該方法在數(shù)據(jù)鏈路通道發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中隱藏配置文件數(shù)據(jù)，，解決現(xiàn)有衛(wèi)星系統(tǒng)不能靈活應(yīng)用于用戶新的功能需求和利用遙測通道進(jìn)行重構(gòu)操作造成數(shù)據(jù)傳輸速率低和實時性差的問題。
[0010]本發(fā)明的上述目的通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0011]基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，包括步驟如下:
[0012]步驟(一)、地面管理中心根據(jù)用戶功能需求生成二進(jìn)制的配置文件；
[0013]步驟(二)、在地面管理中心與星上控制單元之間進(jìn)行重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸，具體過程如下:
[0014](I)、開啟重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸操作:地面管理中心通過遙測遙控通道發(fā)送傳輸控制指令到星上控制單元；星上控制單元接收到傳輸控制指令后，從所述控制指令中讀取數(shù)據(jù)存儲器的片區(qū)序號L，并通過遙測遙控通道發(fā)送確認(rèn)消息到地面管理中心；
[0015](2)、地面管理中心接收到星上控制單元發(fā)送的確認(rèn)信息后，利用無損信息隱藏方法將步驟(一)中生成的配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏在數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中，并在所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位上進(jìn)行標(biāo)記，即如果數(shù)據(jù)幀中隱藏了配置文件數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位填充數(shù)據(jù)“I”;再對所述數(shù)據(jù)幀的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗，并將校驗的結(jié)果放置在所述數(shù)據(jù)幀幀頭的相應(yīng)字節(jié)中；
[0016](3)、地面管理中心將步驟(2)得到的數(shù)據(jù)幀通過數(shù)據(jù)鏈路通道發(fā)送到星上控制單元；
[0017](4)、星上控制單元接收到數(shù)據(jù)幀后，對所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位上的數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，如果所述數(shù)據(jù)為“1”，則判定所述數(shù)據(jù)幀為隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀；對隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗，并將所述校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果進(jìn)行比較；
[0018]如果所述CRC校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果不同，則星上控制單元通過遙測遙控通道向地面管理中心發(fā)送錯誤指令，請求重新發(fā)送隱藏配置文件的數(shù)據(jù)幀，地面管理中心接收到所述錯誤指令后，返回步驟(3)重新發(fā)送數(shù)據(jù)幀；
[0019]如果所述CRC校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果相同，則通過星上控制單元中的隱藏數(shù)據(jù)提取模塊從數(shù)據(jù)幀中提取配置文件數(shù)據(jù)；并將所述配置文件數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)存儲器的第L個片區(qū)內(nèi)；
[0020](5)、重復(fù)步驟(3)?(4)，將配置文件所有數(shù)據(jù)寫入到星上控制單元的數(shù)據(jù)存儲器片區(qū)內(nèi)，其中地面管理中心將所有隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成后，通過遙測遙控通道發(fā)送配置結(jié)束指令到星上控制單元；星上控制單元接收到配置結(jié)束指令并完成配置文件存儲后，通過遙測遙控通道發(fā)送成功接收響應(yīng)信號到地面管理中心，重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束；
[0021]步驟(三)、在地面管理中心、星上控制單元與星上處理單元之間進(jìn)行重構(gòu)操作，具體過程如下:
[0022](6)、開啟重構(gòu)過程操作:地面管理中心通過遙測遙控通道發(fā)送系統(tǒng)重構(gòu)控制指令到星上控制單元，星上控制單元接收到系統(tǒng)重構(gòu)控制指令后，通過遙測遙控通道發(fā)送確認(rèn)信息到地面管理中心；
[0023](7)、地面管理中心收到星上控制單元發(fā)送的確認(rèn)消息后，通過遙測遙控通道發(fā)送重構(gòu)指令到星上控制單元，星上控制單元接收到所述重構(gòu)指令后，提取重構(gòu)指令中的所要配置FPGA的序號K，從星上控制單元內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的第K個片區(qū)內(nèi)讀取配置文件，并將所述配置文件下載到星上處理單元內(nèi)的第K個FPGA內(nèi)；
[0024](8)、如果所述配置文件下載失敗，星上處理單元將下載失敗狀態(tài)信息上報到星上控制單元，星上控制單元通過遙測遙控通道發(fā)送下載失敗確認(rèn)信息到地面管理中心，請求地面管理中心重發(fā)重構(gòu)指令，返回步驟(7)；
[0025]如果配置文件下載成功，星上處理單元將下載成功狀態(tài)信息上報到星上控制單元，星上控制單元通過遙測遙控通道發(fā)送下載成功確認(rèn)信息到地面管理中心，結(jié)束重構(gòu)過程操作；
[0026]其中L、K均為正整數(shù)。
[0027]在上述的基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法中，步驟(二)的第(2)步中地面管理中心利用無損信息隱藏方法將步驟(一)中生成的配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏在數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中，具體實現(xiàn)方法如下:
[0028](a)、將數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)按字節(jié)變換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，查找所述數(shù)據(jù)幀中出現(xiàn)次數(shù)最多的十進(jìn)制數(shù)據(jù)X，然后按照從I到255的順序，在數(shù)據(jù)幀中查找是否存在數(shù)值為I?255的數(shù)據(jù)，如果在查找過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀中不存在數(shù)據(jù)Y，其中
Ye I?255，則停止所述查找；如果數(shù)值I?255在數(shù)據(jù)幀中均出現(xiàn)過，則所述數(shù)據(jù)幀不能用于隱藏配置文件數(shù)據(jù)，則選擇下一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即返回本步驟的起始位置進(jìn)行處理；
[0029](b)、在步驟(a)得到的數(shù)據(jù)幀找到第一次出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)，并讀取配置文件的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“ 1”，則將所述字節(jié)修改為數(shù)據(jù)Y，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“I”隱藏在所述字節(jié)中；如果配置文件中數(shù)據(jù)為“0”，則保持所述字節(jié)的數(shù)據(jù)X不變，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“O”隱藏在所述字節(jié)中；
[0030]然后在所述數(shù)據(jù)幀中查找下一個出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)，并讀取配置文件中下一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“ 1”，則將所述字節(jié)修改為數(shù)據(jù)Y，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“I”隱藏在所述字節(jié)中，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“0”，則保持所述字節(jié)為數(shù)據(jù)X不變，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“O”隱藏在所述字節(jié)中；
[0031]依次類推，在數(shù)據(jù)幀中所有出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)中隱藏配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y寫入所述數(shù)據(jù)幀的幀頭部字節(jié)中；再將數(shù)據(jù)幀的十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)；
[0032](c)、重復(fù)步驟(a)?(b)，直到將配置文件的所有二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏到數(shù)據(jù)鏈路通道中的各數(shù)據(jù)幀中。
[0033]在上述的基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法中，在步驟(二)的第⑷步中，星上控制單元通過隱藏數(shù)據(jù)提取模塊從數(shù)據(jù)幀中提取配置文件數(shù)據(jù)，其具體實現(xiàn)方法如下:
[0034](a)、將數(shù)據(jù)幀中各字節(jié)變換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)；
[0035](b)、讀取數(shù)據(jù)幀幀頭中保存的數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y，并在數(shù)據(jù)幀中的載荷數(shù)據(jù)中查找數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y，如果讀取到數(shù)據(jù)X，則提取數(shù)據(jù)“O”作為配置文件數(shù)據(jù)；如果讀取到數(shù)據(jù)Y，則提取數(shù)據(jù)“I”作為配置文件數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)Y還原為數(shù)據(jù)X，即將隱藏了配置文件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)還原為原數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)。
[0036]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果:
[0037](I)、本發(fā)明的方法，根據(jù)用戶需求生成配置文件并存入到星上處理單元的FPGA內(nèi)，可以確保衛(wèi)星系統(tǒng)的功能可以根據(jù)用戶需求進(jìn)行動態(tài)更新，保持衛(wèi)星處理交換系統(tǒng)的先進(jìn)性，滿足用戶對不同處理交換系統(tǒng)的功能需求；
[0038](2)、本發(fā)明的方法，將配置文件隱藏在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)鏈路通道中的數(shù)據(jù)幀中，與星上處理交換系統(tǒng)進(jìn)行通信，不增加系統(tǒng)帶寬和額外數(shù)據(jù)通道，不中斷原有用戶的數(shù)據(jù)傳輸，實時性好，并且減小了資源的消耗，與采用遙測通道進(jìn)行重構(gòu)操作的方法相比，可以有效提高數(shù)據(jù)傳輸速率和實時性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)系統(tǒng)的組成框圖；
[0040]圖2為本發(fā)明中重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸操作過程流程圖；
[0041]圖3為本發(fā)明中重構(gòu)過程流程圖；

【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0043]本發(fā)明的基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法是基于衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)系統(tǒng)完成，如圖1所示為衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)系統(tǒng)的組成框圖，由圖可知，衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)系統(tǒng)由地面管理中心、星上控制單元、星上處理單元組成，其中，星上控制單元由星上處理器和存儲器組成。
[0044]其中，地面管理中心是衛(wèi)星系統(tǒng)的控制中心，完成控制指令的發(fā)送，配置文件的數(shù)據(jù)隱藏和發(fā)送以及與星上控制單元的信令交互等功能。
[0045]星上控制單元是地面控制指令的執(zhí)行者，完成與地面管理中心的信令交互，配置文件的提取與存儲，配置文件的重構(gòu)加載等功能。星上控制單元由星上處理器和存儲器組成，其中星上處理器完成與地面控制單元的信令交互、數(shù)據(jù)校驗、配置文件的提取和對存儲器的控制，存儲器完成配置文件的分類存儲。
[0046]星上處理單元完成配置文件加載操作，并上報下載狀態(tài)到星上控制單元。
[0047]基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，包括步驟如下:
[0048]步驟(一)、地面管理中心根據(jù)用戶功能需求生成二進(jìn)制的配置文件；
[0049]步驟(二)、在地面管理中心與星上控制單元之間進(jìn)行重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸，如圖2所示的重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒虉D，具體過程如下:
[0050](I)、開啟重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸操作:地面管理中心通過遙測遙控通道發(fā)送傳輸控制指令到星上控制單元；星上控制單元接收到傳輸控制指令后，從所述控制指令中讀取數(shù)據(jù)存儲器的片區(qū)序號L，并通過遙測遙控通道發(fā)送確認(rèn)消息到地面管理中心；
[0051]其中，星上控制單元的數(shù)據(jù)存儲器共有N個片區(qū)，在將配置文件傳送到星上控制單元之前，需要在控制命令中明確配置文件應(yīng)該保存在數(shù)據(jù)存儲器第幾個片區(qū)內(nèi)，即在控制命令中寫入數(shù)據(jù)存儲器的片區(qū)序號L ；
[0052](2)、地面管理中心接收到星上控制單元發(fā)送的確認(rèn)信息后，利用無損信息隱藏方法將步驟(一)中生成的配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏在數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中，具體實現(xiàn)步驟如下:
[0053](a)、將數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)按字節(jié)變換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，查找所述數(shù)據(jù)幀中出現(xiàn)次數(shù)最多的十進(jìn)制數(shù)據(jù)X，然后按照從I到255的順序，在數(shù)據(jù)幀中查找是否存在數(shù)值為I?255的數(shù)據(jù)，如果在查找過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀中不存在數(shù)據(jù)Y，其中
Ye I?255，則停止所述查找；如果數(shù)值I?255在數(shù)據(jù)幀中均出現(xiàn)過，則所述數(shù)據(jù)幀不能用于隱藏配置文件數(shù)據(jù)，則選擇下一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即返回本步驟的起始位置進(jìn)行處理。
[0054]例如，如果數(shù)據(jù)幀中出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)據(jù)為17，則X= 17，然后查找數(shù)據(jù)幀中是否出現(xiàn)數(shù)字“ I ”，如果數(shù)字“ I ”在數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)過，則再查找數(shù)據(jù)幀中是否出現(xiàn)數(shù)字“2”，如果數(shù)字“2”在數(shù)據(jù)幀出現(xiàn)過，則再查找數(shù)據(jù)幀中是否出現(xiàn)數(shù)字“3”，依次類推，如果對數(shù)字“127”進(jìn)行查找時，發(fā)現(xiàn)數(shù)字“127”在數(shù)據(jù)幀中沒有出現(xiàn)過，則Y = 127，停止查找。
[0055](b)、在步驟(a)得到的數(shù)據(jù)幀找到第一次出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)，并讀取配置文件的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“1”，則將所述字節(jié)修改為數(shù)據(jù)Y，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“I”隱藏在所述字節(jié)中；如果配置文件中數(shù)據(jù)為“0”，則保持所述字節(jié)的數(shù)據(jù)X不變，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“O”隱藏在所述字節(jié)中；
[0056]然后在所述數(shù)據(jù)幀中查找下一個出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)，并讀取配置文件中下一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“ 1”，則將所述字節(jié)修改為數(shù)據(jù)Y，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“I”隱藏在所述字節(jié)中，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“0”，則保持所述字節(jié)為數(shù)據(jù)X不變，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“O”隱藏在所述字節(jié)中；
[0057]依次類推，在數(shù)據(jù)幀中所有出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)中隱藏配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，為了便于后續(xù)隱藏文件的提取，并將數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y寫入所述數(shù)據(jù)幀的幀頭部字節(jié)中；再將數(shù)據(jù)幀的十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)；
[0058](c)、重復(fù)步驟(a)?(b)，直到將配置文件的所有二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏到數(shù)據(jù)鏈路通道中的各數(shù)據(jù)幀中。
[0059]并在所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位上進(jìn)行標(biāo)記，S卩如果數(shù)據(jù)幀中隱藏了配置文件數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位填充數(shù)據(jù)“ I ” ;對所述數(shù)據(jù)幀的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗，并將所述校驗的結(jié)果放置在所述數(shù)據(jù)幀幀頭內(nèi)的相應(yīng)字節(jié)中。
[0060](3)地面管理中心將步驟(2)得到的數(shù)據(jù)幀通過數(shù)據(jù)鏈路通道發(fā)送到星上控制單元;
[0061](4)星上控制單元接收到數(shù)據(jù)幀后，對所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位上的數(shù)據(jù)進(jìn)行識別，如果所述數(shù)據(jù)為“1”，則判定所述數(shù)據(jù)幀為隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀；對隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗，并將所述校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果進(jìn)行比較；
[0062]如果所述CRC校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果不同，則星上控制單元通過遙測遙控通道向地面管理中心發(fā)送錯誤指令，請求重新發(fā)送隱藏配置文件的數(shù)據(jù)幀，地面管理中心接收到所述錯誤指令后，返回步驟(3)；
[0063]如果所述CRC校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果相同，則通過星上控制單元中的隱藏數(shù)據(jù)提取模塊從數(shù)據(jù)幀中提取配置文件數(shù)據(jù)；并將所述配置文件數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)存儲器的第L個片區(qū)內(nèi)，完成所有配置文件數(shù)據(jù)寫入后，由星上控制單元通過遙測遙控通道發(fā)送成功接收響應(yīng)信號到地面管理中心；其中L為步驟(2)從控制指令中讀取的數(shù)據(jù)存儲器的片區(qū)序號L ；
[0064]其中，通過星上控制單元中的隱藏數(shù)據(jù)提取模塊從數(shù)據(jù)幀中提取配置文件數(shù)據(jù)的具體實現(xiàn)過程如下:
[0065](a)、將數(shù)據(jù)幀中各字節(jié)變換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)；
[0066](b)、讀取數(shù)據(jù)幀幀頭中保存的數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y，并在數(shù)據(jù)幀中的載荷數(shù)據(jù)中查找數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y，如果讀取到數(shù)據(jù)X，則提取數(shù)據(jù)“O”作為配置文件數(shù)據(jù)；如果讀取到數(shù)據(jù)Y，則提取數(shù)據(jù)“I”作為配置文件數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)Y還原為數(shù)據(jù)X，即將隱藏了配置文件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)還原為原數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)。
[0067](5)、重復(fù)步驟(3)?(4)，將配置文件所有數(shù)據(jù)寫入到星上控制單元的數(shù)據(jù)存儲器片區(qū)內(nèi)，其中地面管理中心將所有隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成后，通過遙測遙控通道發(fā)送配置結(jié)束指令到星上控制單元；星上控制單元接收到配置結(jié)束指令并完成配置文件存儲后，通過遙測遙控通道發(fā)送成功接收響應(yīng)信號到地面管理中心，重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束；
[0068]步驟(三)、在地面管理中心、星上控制單元與星上處理單元之間進(jìn)行重構(gòu)操作，如圖3所示的重構(gòu)過程操作流程圖，具體過程如下:
[0069](6)、開啟重構(gòu)過程操作:地面管理中心通過遙測遙控通道發(fā)送系統(tǒng)重構(gòu)控制指令到星上控制單元，星上控制單元接收到系統(tǒng)重構(gòu)控制指令后，通過遙測遙控通道發(fā)送確認(rèn)信息到地面管理中心；
[0070](7)、地面管理中心收到星上控制單元發(fā)送的確認(rèn)消息后，通過遙測遙控通道發(fā)送重構(gòu)指令到星上控制單元，星上控制單元接收到所述重構(gòu)指令后，提取重構(gòu)指令中的所要配置FPGA的序號K，從星上控制單元內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的第K個片區(qū)內(nèi)讀取配置文件，并將所述配置文件下載到星上處理單元內(nèi)的第K個FPGA內(nèi)；
[0071 ] 其中星上控制單元的數(shù)據(jù)存儲器共有N個片區(qū)，星上處理單元有N個FPGA，數(shù)據(jù)存儲器的N個片區(qū)與N個FPGA--對應(yīng)，因此在重構(gòu)操作中，根據(jù)重構(gòu)指令中讀取的FPGA序號，讀取相應(yīng)存儲器片區(qū)內(nèi)的配置文件并下載到相應(yīng)的FPGA內(nèi)；
[0072](8)、如果所述配置文件下載失敗，星上處理單元將下載失敗狀態(tài)信息上報到星上控制單元，星上控制單元通過遙測遙控通道發(fā)送下載失敗確認(rèn)信息到地面管理中心，請求地面管理中心重發(fā)重構(gòu)指令，返回步驟(7)；
[0073]如果配置文件下載成功，星上處理單元將下載成功狀態(tài)信息上報到星上控制單元，星上控制單元通過遙測遙控通道發(fā)送下載成功確認(rèn)信息到地面管理中心，結(jié)束重構(gòu)過程操作；
[0074]其中L、K均為正整數(shù)。
[0075]以上所述，僅為本發(fā)明最佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0076]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【權(quán)利要求】
1.基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，其特征在于包括步驟如下: 步驟(一)、地面管理中心根據(jù)用戶功能需求生成二進(jìn)制的配置文件； 步驟(二)、在地面管理中心與星上控制單元之間進(jìn)行重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸，具體過程如下: (1)、開啟重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸操作:地面管理中心發(fā)送傳輸控制指令到星上控制單元；星上控制單元接收到傳輸控制指令后，從所述控制指令中讀取數(shù)據(jù)存儲器的片區(qū)序號L，并發(fā)送確認(rèn)消息到地面管理中心； (2)、地面管理中心接收到星上控制單元發(fā)送的確認(rèn)信息后，利用無損信息隱藏方法將步驟(一)中生成的配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏在數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中，并在所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位上進(jìn)行標(biāo)記，即如果數(shù)據(jù)幀中隱藏了配置文件數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位填充數(shù)據(jù)“ I ”;再對所述數(shù)據(jù)幀的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗，并將校驗的結(jié)果放置在所述數(shù)據(jù)幀幀頭的相應(yīng)字節(jié)中； (3)、地面管理中心將步驟(2)得到的數(shù)據(jù)幀通過數(shù)據(jù)鏈路通道發(fā)送到星上控制單元； (4)、星上控制單元接收到數(shù)據(jù)幀后，對所述數(shù)據(jù)幀幀頭的預(yù)留比特位上的數(shù)據(jù)進(jìn)行識另O，如果所述數(shù)據(jù)為“1”，則判定所述數(shù)據(jù)幀為隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀；對隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀的載荷數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗，并將所述校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果進(jìn)行比較； 如果所述CRC校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果不同，則星上控制單元向地面管理中心發(fā)送錯誤指令，請求重新發(fā)送隱藏配置文件的數(shù)據(jù)幀，地面管理中心接收到所述錯誤指令后，返回步驟(3)重新發(fā)送數(shù)據(jù)幀； 如果所述CRC校驗結(jié)果與數(shù)據(jù)幀幀頭字節(jié)中保存的CRC校驗結(jié)果相同，則通過星上控制單元中的隱藏數(shù)據(jù)提取模塊從數(shù)據(jù)幀中提取配置文件數(shù)據(jù)；并將所述配置文件數(shù)據(jù)寫入到數(shù)據(jù)存儲器的第L個片區(qū)內(nèi)； (5)、重復(fù)步驟(3)?(4)，將配置文件所有數(shù)據(jù)寫入到星上控制單元的數(shù)據(jù)存儲器片區(qū)內(nèi)，其中地面管理中心將所有隱藏了配置文件的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成后，發(fā)送配置結(jié)束指令到星上控制單元；星上控制單元接收到配置結(jié)束指令并完成配置文件存儲后，發(fā)送成功接收響應(yīng)信號到地面管理中心，重構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束； 步驟(三)、在地面管理中心、星上控制單元與星上處理單元之間進(jìn)行重構(gòu)操作，具體過程如下: (6)、開啟重構(gòu)過程操作:地面管理中心發(fā)送系統(tǒng)重構(gòu)控制指令到星上控制單元，星上控制單元接收到系統(tǒng)重構(gòu)控制指令后，發(fā)送確認(rèn)信息到地面管理中心； (7)、地面管理中心收到星上控制單元發(fā)送的確認(rèn)消息后，發(fā)送重構(gòu)指令到星上控制單元，星上控制單元接收到所述重構(gòu)指令后，提取重構(gòu)指令中的所要配置FPGA的序號K，從星上控制單元內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器的第K個片區(qū)內(nèi)讀取配置文件，并將所述配置文件下載到星上處理單元內(nèi)的第K個FPGA內(nèi)； (8)、如果所述配置文件下載失敗，星上處理單元將下載失敗狀態(tài)信息上報到星上控制單元，星上控制單元發(fā)送下載失敗確認(rèn)信息到地面管理中心，請求地面管理中心重發(fā)重構(gòu)指令，返回步驟⑵； 如果配置文件下載成功，星上處理單元將下載成功狀態(tài)信息上報到星上控制單元，星上控制單元發(fā)送下載成功確認(rèn)信息到地面管理中心，結(jié)束重構(gòu)過程操作； 其中L、K均為正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，其特征在于:步驟(二)的第(2)步中地面管理中心利用無損信息隱藏方法將步驟(一)中生成的配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏在數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中，具體實現(xiàn)方法如下: (1)、將數(shù)據(jù)鏈路通道要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)按字節(jié)變換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)，查找所述數(shù)據(jù)幀中出現(xiàn)次數(shù)最多的十進(jìn)制數(shù)據(jù)X，然后按照從I到255的順序，在數(shù)據(jù)幀中查找是否存在數(shù)值為I?255的數(shù)據(jù)，如果在查找過程中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀中不存在數(shù)據(jù)Y，其中Ye I?255，則停止所述查找；如果數(shù)值I?255在數(shù)據(jù)幀中均出現(xiàn)過，則所述數(shù)據(jù)幀不能用于隱藏配置文件數(shù)據(jù)，則選擇下一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，即返回本步驟的起始位置進(jìn)行處理； (2)、在步驟(I)得到的數(shù)據(jù)幀找到第一次出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)，并讀取配置文件的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“ 1”，則將所述字節(jié)修改為數(shù)據(jù)Y，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“I”隱藏在所述字節(jié)中；如果配置文件中數(shù)據(jù)為“O”，則保持所述字節(jié)的數(shù)據(jù)X不變，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“O”隱藏在所述字節(jié)中； 然后在所述數(shù)據(jù)幀中查找下一個出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)，并讀取配置文件中下一個二進(jìn)制數(shù)據(jù)，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“ I ”，則將所述字節(jié)修改為數(shù)據(jù)Y，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“ I ”隱藏在所述字節(jié)中，如果配置文件中數(shù)據(jù)為“O”，則保持所述字節(jié)為數(shù)據(jù)X不變，即將配置文件中的數(shù)據(jù)“O”隱藏在所述字節(jié)中； 依次類推，在數(shù)據(jù)幀中所有出現(xiàn)數(shù)據(jù)X的字節(jié)中隱藏配置文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y寫入所述數(shù)據(jù)幀的幀頭部字節(jié)中；再將數(shù)據(jù)幀的十進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)據(jù)； (3)、重復(fù)步驟(I)?(2)，直到將配置文件的所有二進(jìn)制數(shù)據(jù)隱藏到數(shù)據(jù)鏈路通道中的各數(shù)據(jù)幀中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于信息隱藏的衛(wèi)星系統(tǒng)在軌重構(gòu)方法，其特征在于:在步驟(二)的第(4)步中，星上控制單元通過隱藏數(shù)據(jù)提取模塊從數(shù)據(jù)幀中提取配置文件數(shù)據(jù)，其具體實現(xiàn)方法如下: (1)、將數(shù)據(jù)幀中各字節(jié)變換為十進(jìn)制數(shù)據(jù)； (2)、讀取數(shù)據(jù)幀幀頭中保存的數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y,并在數(shù)據(jù)幀中的載荷數(shù)據(jù)中查找數(shù)據(jù)X和數(shù)據(jù)Y，如果讀取到數(shù)據(jù)X，則提取數(shù)據(jù)“O”作為配置文件數(shù)據(jù)；如果讀取到數(shù)據(jù)Y，則提取數(shù)據(jù)“I”作為配置文件數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)幀中的數(shù)據(jù)Y還原為數(shù)據(jù)X，即將隱藏了配置文件數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)還原為原數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H04B7/185GK104202182SQ201410413308
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月20日
【發(fā)明者】崔濤, 周詮, 黎軍, 呼延烺, 張怡, 李靜玲, 梁薇, 魏佳圓 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所