發(fā)布時(shí)間：2020-05-27 12:10

【摘要】：近年來(lái),深空探測(cè)任務(wù)數(shù)據(jù)量大幅增加。為了適應(yīng)大數(shù)據(jù)量的通信要求,通常采用著陸器-軌道器-地球這樣的通信方案。對(duì)于著陸器、探測(cè)器和在軌衛(wèi)星之間的短距離、信號(hào)強(qiáng)度中等的鏈路通信,CCSDS提出了鄰近空間鏈路協(xié)議。在一般通信系統(tǒng)的研究基礎(chǔ)之上,結(jié)合鄰近空間通信特點(diǎn),本文對(duì)鄰近空間鏈路協(xié)議進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì),并依此實(shí)現(xiàn)了一套基于回退N幀式自動(dòng)請(qǐng)求重傳算法的鄰近空間鏈路半物理仿真系統(tǒng)。本文首先基于鄰近空間鏈路協(xié)議的具體內(nèi)容,提出了鄰近空間鏈路協(xié)議詳細(xì)設(shè)計(jì)方案。該方案包含兩個(gè)鄰近鏈路通信單元和一臺(tái)星載控制器,協(xié)議物理層實(shí)現(xiàn)采用FPGA芯片實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)鏈路層采用C/C++軟件語(yǔ)言描述,能啟動(dòng)通信會(huì)話、傳輸數(shù)據(jù)和重新配置通信雙方收發(fā)機(jī)參數(shù)。接著對(duì)三類(lèi)自動(dòng)請(qǐng)求重傳方案進(jìn)行比較,并基于深空通信具體的通信要求和資源限制,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于回退N幀式自動(dòng)請(qǐng)求重傳算法的鄰近空間鏈路半物理仿真系統(tǒng)。該系統(tǒng)遵循鄰近空間鏈路協(xié)議詳細(xì)設(shè)計(jì)方案,對(duì)傳統(tǒng)回退N幀式自動(dòng)請(qǐng)求算法進(jìn)行了修正,并分析了在既定條件下滑動(dòng)窗口大小的取值。然后,依據(jù)軟件設(shè)計(jì)原則,在MFC和LabWindows/CVI平臺(tái)上設(shè)計(jì)通信單元軟件和控制單元軟件,實(shí)現(xiàn)協(xié)議操作流程、狀態(tài)顯示和性能評(píng)估等功能。最后,本文對(duì)鄰近空間鏈路協(xié)議半物理仿真系統(tǒng)進(jìn)行軟硬件協(xié)同仿真,搭建測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行系統(tǒng)化測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,處于低誤碼率的信道狀態(tài)下,系統(tǒng)吞吐率高達(dá)95%,驗(yàn)證了鄰近空間鏈路協(xié)議在工程實(shí)現(xiàn)上的可行性和正確性。
【圖文】：

彘PCI驅(qū)動(dòng)程序·EXCEL接口·MATLAB接口·STK接口圖 4.2 分層模塊功能圖4.3.2 Proximity-1 協(xié)議通信單元軟件設(shè)計(jì)Proximity-1 協(xié)議通信單元主要模擬航天器收發(fā)模塊，由于兩個(gè) Proximity-1 通信單元之間并不是主從架構(gòu)（Master/SlaveArchitecture,M/S），，而是平等的關(guān)系，雙方都可以作為發(fā)起方而啟動(dòng)通信進(jìn)程或作為響應(yīng)方接收應(yīng)答請(qǐng)求。因此，兩個(gè) Proximity-1 通信單元共用同一套通信單元軟件。根據(jù)本項(xiàng)目具體要求并結(jié)合 Proximity-1 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，鄰近空間鏈路系統(tǒng)通信單元性能要求如下：1）頻率分配和轉(zhuǎn)發(fā)比。頻段范圍為 390MHz~450MHz，其中前向鏈路頻段范圍為435MHz~450MHz；反向鏈路頻段范圍為 390MHz~405MHz。具體頻率分配和轉(zhuǎn)發(fā)比見(jiàn)表 2.1。2）調(diào)制方式。系統(tǒng)提供可選的三種調(diào)制方式：相位調(diào)制（PhaseModulation,PM）、二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制（Binary Phase Shift Keying, BPSK）和交相移鍵控（uadrature Phase Shift Keyin，QPSK）。對(duì)于相位調(diào)制方式，還提供可選的 BI-L、BI-M、BI-S、NRZ-L、NRZ-M 和 NRZ-S 共6 種碼型，調(diào)制指數(shù)可調(diào)范圍為 0~2.5 弧度

圖 4.4 參數(shù)配置模塊層級(jí)內(nèi)容如圖 4.5 所示。系協(xié)議工作方式統(tǒng)參數(shù)參數(shù)配置模塊自動(dòng)請(qǐng)求重傳發(fā)射機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)源文件調(diào)制方式全雙工半雙工單工BPSKQPSKPM碼型指數(shù)卷積滑動(dòng)窗口大小數(shù)據(jù)速率1kbps2048kbps工作頻道接收數(shù)據(jù)源1db0db
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN927

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2683515