專利名稱：一種星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，尤其涉及一種基于虛擬信道的星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，屬于航天檢測技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
星載數(shù)據(jù)復(fù)接器為遙感衛(wèi)星數(shù)傳分系統(tǒng)的一個關(guān)鍵設(shè)備，一般功能為接收多路信源數(shù)據(jù)(可見光壓縮數(shù)據(jù)、光譜數(shù)據(jù)、其它載荷數(shù)據(jù)、衛(wèi)星平臺數(shù)據(jù)等)，采用“虛擬信道”和“分包”的概念，對輸入數(shù)據(jù)進行組織，按照CCSDS協(xié)議形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式；之后進行復(fù)接，將不同信源的數(shù)據(jù)裝配成統(tǒng)一的傳輸幀，經(jīng)同一物理信道在星一星或星一地間傳輸。每路信源數(shù)據(jù)的輸出一般包括門控、時鐘、數(shù)據(jù)等3個信號，如圖I所示，此處門控(FLAG)高電平表示有效數(shù)據(jù)(需要處理及傳輸)，門控低電平表示無效數(shù)據(jù)，根據(jù)實際情 況，也可以相反。一個有效門控(一個tl時間段)對應(yīng)的數(shù)據(jù)稱為一包數(shù)據(jù)，一般長度在幾K字節(jié)到幾十兆字節(jié)不等。為便于在空間鏈路中傳輸，根據(jù)CCSD AOS建議，需要將一包數(shù)據(jù)分為若干段數(shù)據(jù)，并且在每段數(shù)據(jù)前添加同步字、虛擬信道標(biāo)識符、幀計數(shù)器、BPDU導(dǎo)頭等，在每段數(shù)據(jù)后添加RS或LDPC校驗符，形成若干段數(shù)據(jù)傳輸幀。圖2所示為“分包”示意圖，一包原始數(shù)據(jù)即為一個有效門控對應(yīng)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)復(fù)接器根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)域長度將每一包數(shù)據(jù)進行“分包”，封裝成統(tǒng)一格式的傳輸幀，當(dāng)一包數(shù)據(jù)不能分成整數(shù)幀時，用約定好的數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)域補齊夠一幀完整的傳輸幀，并在該幀的格式區(qū)內(nèi)的BPDU導(dǎo)頭位進行標(biāo)識，如圖3所示，標(biāo)識其有效數(shù)據(jù)個數(shù)，以區(qū)分該幀數(shù)據(jù)是滿幀數(shù)據(jù)還是半幀補齊的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)復(fù)接器接收多路如上所述的信源數(shù)據(jù)，對于每路數(shù)據(jù)，按照CCSDS協(xié)議進行分包封裝，之后在多路分包封裝數(shù)據(jù)之間，采用動態(tài)調(diào)度的策略進行復(fù)接，為保持下行數(shù)據(jù)的完整性和連續(xù)性，在多路信源都不滿足下傳條件時，填充空幀數(shù)據(jù)進行下傳，空幀在傳輸幀格式的虛擬信道標(biāo)識符中進行標(biāo)識，如圖3所示。對星載數(shù)據(jù)復(fù)接器的檢測，工程中常用的方法是采用基于采集判讀的檢測方法，檢測框圖如圖4所示。檢測過程為數(shù)據(jù)模擬源用于模擬多路信源數(shù)據(jù)(可見光壓縮數(shù)據(jù)、光譜數(shù)據(jù)、其它載荷數(shù)據(jù)、衛(wèi)星平臺數(shù)據(jù)等)，星載數(shù)據(jù)復(fù)接器完成輸入多路數(shù)據(jù)的復(fù)接后輸出到數(shù)據(jù)采集設(shè)備；數(shù)據(jù)采集設(shè)備采集數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存入計算機硬盤，通過測試軟件和人工操作分析數(shù)據(jù)的正確性?；诓杉凶x的檢測方法無法實現(xiàn)實時檢測，而上述測試指標(biāo)均需通過編寫相應(yīng)的測試軟件并結(jié)合人工計算分析來實現(xiàn)，耗時耗力。隨著新一代星載數(shù)據(jù)復(fù)接器的研制，基于采集判讀的檢測方法表現(xiàn)出明顯的局限性。一方面，數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的數(shù)據(jù)速率高達5Gbps，已經(jīng)超出了目前數(shù)據(jù)采集設(shè)備的接收處理能力，傳統(tǒng)的采集設(shè)備最大采集30分鐘，轉(zhuǎn)存入計算機時通常的硬盤存儲量已經(jīng)不夠，只能實現(xiàn)短時數(shù)據(jù)采集；另一方面，采集判讀效率低下，且無法進行實時檢測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，該檢測方法使用設(shè)備簡單、測試直觀、易于實現(xiàn)自動化，可實現(xiàn)快速、實時地對星載數(shù)據(jù)復(fù)接器進行檢測。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，步驟如下(I)模擬數(shù)據(jù)源根據(jù)星上有效載荷數(shù)據(jù)的格式模擬輸出多路信源數(shù)據(jù)，同時模擬數(shù)據(jù)源對每路信源數(shù)據(jù)的每一個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗編碼，并將每個數(shù)據(jù)包的CRC校驗結(jié)果放在每包數(shù)據(jù)的最后兩個字節(jié)，得到每路信源數(shù)據(jù)的原始CRC校驗結(jié)果；(2)模擬輸出的多路信源數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)復(fù)接器后，數(shù)據(jù)復(fù)接器按照CCSDS協(xié)議將各路信源數(shù)據(jù)進行分包、復(fù)接封裝形成統(tǒng)一的幀格式數(shù)據(jù)并輸出；(3)對數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的幀格式數(shù)據(jù)進行幀同步頭檢測，當(dāng)幀同步頭正確時根據(jù)幀格式數(shù)據(jù)中的虛擬信道標(biāo)識符分解出復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)；
(4)對復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)進行有效數(shù)據(jù)區(qū)提取，對每路信源數(shù)據(jù)提取出的有效數(shù)據(jù)區(qū)中每個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗，得到復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)CRC校驗結(jié)果；(5)對復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)CRC校驗結(jié)果與對應(yīng)路信源數(shù)據(jù)的原始CRC校驗結(jié)果進行比較，如果所有路信源數(shù)據(jù)的比較結(jié)果均相同，則數(shù)據(jù)復(fù)接器工作正常，否則數(shù)據(jù)復(fù)接器工作異常；(6)完成星載數(shù)據(jù)復(fù)接器的檢測。所述步驟(4)中對每路信源數(shù)據(jù)提取出的有效數(shù)據(jù)區(qū)中每個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗的方法為對其中一路信源數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)區(qū)中任意一個數(shù)據(jù)包的第一幀有效數(shù)據(jù)進行CRC校驗計算；將第一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗結(jié)果作為該數(shù)據(jù)包第二幀有效數(shù)據(jù)的初始值，再對第二幀有效數(shù)據(jù)進行CRC校驗計算，依此類推，直到完成該數(shù)據(jù)包最后一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗計算；將該數(shù)據(jù)包最后一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗結(jié)果作為該路信源數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)包的CRC校驗結(jié)果。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果在于本發(fā)明提出的星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，是一種利用虛擬信道、對分時復(fù)用的不連續(xù)數(shù)據(jù)的CRC校驗的方法，根據(jù)數(shù)據(jù)格式中的虛擬信道標(biāo)識符、虛擬信道計數(shù)器、BPDU導(dǎo)頭信息等，實時計算每路數(shù)據(jù)每一個數(shù)據(jù)包的CRC校驗和，并與發(fā)送端預(yù)存的CRC校驗和相比較，完成對各路有效數(shù)據(jù)的實時判斷，能夠快速，高效的檢測數(shù)據(jù)復(fù)接器功能的正確性，可以驗證數(shù)據(jù)復(fù)接過程、信道編碼過程和通道傳輸過程。該檢測方法簡單、易于實現(xiàn)自動化，可實現(xiàn)快速、實時地對星載數(shù)據(jù)復(fù)接器進行檢測，尤其適用在宇航產(chǎn)品的環(huán)境試驗階段。


圖I為每路信源數(shù)據(jù)的輸出組成示意圖；圖2為數(shù)據(jù)分包示意圖；圖3為數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的幀格式數(shù)據(jù)組成圖；圖4為現(xiàn)有基于采集判讀的檢測原理圖；圖5為本發(fā)明的檢測原理圖；圖6為本發(fā)明檢測方法的硬件實現(xiàn)框圖；圖7為數(shù)據(jù)復(fù)接器與檢測設(shè)備連接框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步說明根據(jù)數(shù)據(jù)復(fù)接器CCSDS(符合空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會)A0S(高級在軌系統(tǒng))協(xié)議和格式“分包”特點，本發(fā)明提出一種利用虛擬信道對數(shù)據(jù)復(fù)接后的多路原始數(shù)據(jù)進行CRC計算，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)正確性快速有效地檢測。傳統(tǒng)的CRC校驗檢測數(shù)據(jù)的方法主要針對信道的誤碼進行檢錯，應(yīng)用于物理信道的一段連續(xù)的碼流，如何對多路不同信源的數(shù)據(jù)在經(jīng)過數(shù)據(jù)復(fù)接、數(shù)據(jù)處理后的正確性進行檢測，本發(fā)明提出了利用虛擬信道計算CRC的方法，如圖5所示,具體實現(xiàn)如下(I)模擬數(shù)據(jù)源根據(jù)星上有效載荷數(shù)據(jù)的格式模擬輸出多路信源數(shù)據(jù)，同時模擬數(shù)據(jù)源對每路信源數(shù)據(jù)的每一個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗編碼，并將每個數(shù)據(jù)包的CRC校驗結(jié)果放在每包數(shù)據(jù)的最后兩個字節(jié)，得到每路信源數(shù)據(jù)的原始CRC校驗結(jié)果；例如A路數(shù)據(jù)、B路數(shù)據(jù)和C路數(shù)據(jù)分別代表多路不同信源數(shù)據(jù)的一個數(shù)據(jù)包 (信源數(shù)據(jù)通常以包的形式輸出，一包數(shù)據(jù)指的是該路一個有效門控對應(yīng)的數(shù)據(jù))，在數(shù)據(jù)輸出之前先對每路數(shù)據(jù)的每個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗，并將校驗結(jié)果填在這包數(shù)據(jù)的最后兩個字節(jié)；(2)模擬輸出的多路信源數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)復(fù)接器后，數(shù)據(jù)復(fù)接器按照CCSDS協(xié)議將各路信源數(shù)據(jù)進行分包、復(fù)接封裝形成統(tǒng)一的幀格式數(shù)據(jù)并輸出；多路信源數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)復(fù)接器，根據(jù)格式要求的數(shù)據(jù)域?qū)挾?將每包數(shù)據(jù)分割填在傳輸數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)域內(nèi)，不夠整幀的補齊數(shù)據(jù)并在格式區(qū)內(nèi)的BPDU導(dǎo)頭部分標(biāo)識該幀的有效數(shù)據(jù)個數(shù)。(3)對數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的幀格式數(shù)據(jù)進行幀同步頭檢測，當(dāng)幀同步頭正確時根據(jù)幀格式數(shù)據(jù)中的虛擬信道標(biāo)識符分解出復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)；(4)對復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)進行有效數(shù)據(jù)區(qū)提取，對每路信源數(shù)據(jù)提取出的有效數(shù)據(jù)區(qū)中每個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗，得到復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)CRC校驗結(jié)果；如何對分包復(fù)接后信源數(shù)據(jù)的正確性進行檢測，以A路信源數(shù)據(jù)為例，如圖6所示，在數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的幀格式數(shù)據(jù)中根據(jù)虛擬信道標(biāo)識符提取出A路信源數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)區(qū)中任意數(shù)據(jù)包的第一幀有效數(shù)據(jù)，并計算其CRC校驗和，將計算的CRC校驗結(jié)果作為A路信源數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)區(qū)中該數(shù)據(jù)包第二幀有效數(shù)據(jù)的初始值，繼續(xù)計算CRC校驗和，依此類推直到完成A路信源數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)包的最后一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗計算，最后將該數(shù)據(jù)包最后一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗結(jié)果作為A路信源數(shù)據(jù)該數(shù)據(jù)包的CRC校驗結(jié)果。在計算最后一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗和時，由幀格式中的BPDU導(dǎo)頭可以判斷此幀是否為該數(shù)據(jù)包的最后一幀，并且知道該幀的數(shù)據(jù)域內(nèi)包含的有效數(shù)據(jù)個數(shù)，CRC校驗只計算到該幀有效數(shù)據(jù)的最后一個字節(jié)，填充的補齊數(shù)據(jù)不計算。(5)對復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)CRC校驗結(jié)果與對應(yīng)路信源數(shù)據(jù)的原始CRC校驗結(jié)果進行比較，如果所有路信源數(shù)據(jù)的比較結(jié)果均相同，則數(shù)據(jù)復(fù)接器工作正常，否則數(shù)據(jù)復(fù)接器工作異常；(6)完成星載數(shù)據(jù)復(fù)接器的檢測。該檢測方法已在硬件設(shè)備中得到驗證，在實際工程中得到的使用，硬件檢測框圖如圖7所示。其中檢測設(shè)備為本文所提出的檢測方法的硬件實現(xiàn)平臺。在硬件實現(xiàn)中，為方便使用，增加了同步頭鎖定和界面顯示單元，具體的執(zhí)行流程為檢測設(shè)備根據(jù)星上有效載荷數(shù)據(jù)的格式模擬輸出多路信源數(shù)據(jù)(可見光壓縮數(shù)據(jù)、光譜數(shù)據(jù)、其它載荷數(shù)據(jù)、衛(wèi)星平臺數(shù)據(jù)等)，在輸出的同時對于每路信源數(shù)據(jù)的每一個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗編碼，并將CRC校驗結(jié)果放在每包數(shù)據(jù)的最后兩個字節(jié)；模擬數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)復(fù)接器后，數(shù)據(jù)復(fù)接器按照CCSDS協(xié)議將各路數(shù)據(jù)分包、復(fù)接封裝形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)幀格式。檢測設(shè)備接收數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的格式數(shù)據(jù)，首先檢測幀同步頭，同步頭鎖定的結(jié)果在顯示單元顯示，其次根據(jù)數(shù)據(jù)格式中的虛擬信道標(biāo)識符將連續(xù)的數(shù)據(jù)幀中各路信源數(shù)據(jù)進行分解，在分解后的各路信源數(shù)據(jù)中搜索虛擬信道計數(shù)器、BPDU導(dǎo)頭，分析計數(shù)器是否連續(xù)，無丟幀，將分析結(jié)果在顯示單元顯示，最后提取各路載荷的有效數(shù)據(jù)區(qū)部分，根據(jù)步驟(4)介紹的方法計算復(fù)接后每路信源每個有效數(shù)據(jù)區(qū)每包數(shù)據(jù)的校驗和，并與模擬源發(fā)送的每包原始數(shù)據(jù)的最后兩個字節(jié)的CRC校驗結(jié)果相比較，完成對各路有效數(shù)據(jù)區(qū)數(shù)據(jù)內(nèi)容正確性的實時判斷，根據(jù)虛擬信道標(biāo)識符對應(yīng)的將比對結(jié)果在顯示單元顯示。在實際應(yīng)用中，檢測設(shè)備的檢測功能靈活，可以通過使用者的需求設(shè)置檢測功能，由當(dāng)前使用檢測設(shè)備的時機和使用人意愿決定，如果數(shù)據(jù)復(fù)接器處于設(shè)備調(diào)試階段，使用人員可以通過開關(guān)設(shè)置選擇接收到的數(shù)據(jù)錯一次顯示燈閃一次，實時顯示錯誤以便調(diào)試人 員及時采取措施；如果數(shù)據(jù)復(fù)接器處于調(diào)試完成、環(huán)境試驗階段，需要數(shù)據(jù)復(fù)接器一天24小時開機，使用者可以通過開關(guān)設(shè)置選擇接收數(shù)據(jù)錯一次則該路數(shù)據(jù)的燈常亮，從而實現(xiàn)無需人員值守，24小時后觀察結(jié)果即可清楚單機老練試驗是否通過。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領(lǐng)域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，其特征在于步驟如下 (1)模擬數(shù)據(jù)源根據(jù)星上有效載荷數(shù)據(jù)的格式模擬輸出多路信源數(shù)據(jù)，同時模擬數(shù)據(jù)源對每路信源數(shù)據(jù)的每一個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗編碼，并將每個數(shù)據(jù)包的CRC校驗結(jié)果放在每包數(shù)據(jù)的最后兩個字節(jié)，得到每路信源數(shù)據(jù)的原始CRC校驗結(jié)果； (2)模擬輸出的多路信源數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)復(fù)接器后，數(shù)據(jù)復(fù)接器按照CCSDS協(xié)議將各路信源數(shù)據(jù)進行分包、復(fù)接封裝形成統(tǒng)一的幀格式數(shù)據(jù)并輸出； (3)對數(shù)據(jù)復(fù)接器輸出的幀格式數(shù)據(jù)進行幀同步頭檢測，當(dāng)幀同步頭正確時根據(jù)幀格式數(shù)據(jù)中的虛擬信道標(biāo)識符分解出復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)； (4)對復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)進行有效數(shù)據(jù)區(qū)提取，對每路信源數(shù)據(jù)提取出的有效數(shù)據(jù)區(qū)中每個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗，得到復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)CRC校驗結(jié)果； (5)對復(fù)接后的各路信源數(shù)據(jù)CRC校驗結(jié)果與對應(yīng)路信源數(shù)據(jù)的原始CRC校驗結(jié)果進行比較，如果所有路信源數(shù)據(jù)的比較結(jié)果均相同，則數(shù)據(jù)復(fù)接器工作正常，否則數(shù)據(jù)復(fù)接器工作異常； (6)完成星載數(shù)據(jù)復(fù)接器的檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，其特征在于所述步驟(4)中對每路信源數(shù)據(jù)提取出的有效數(shù)據(jù)區(qū)中每個數(shù)據(jù)包進行CRC校驗的方法為對其中一路信源數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)區(qū)中任意一個數(shù)據(jù)包的第一幀有效數(shù)據(jù)進行CRC校驗計算；將第一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗結(jié)果作為該數(shù)據(jù)包第二幀有效數(shù)據(jù)的初始值，再對第二幀有效數(shù)據(jù)進行CRC校驗計算，依此類推，直到完成該數(shù)據(jù)包最后一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗計算；將最后一幀有效數(shù)據(jù)的CRC校驗結(jié)果作為該路信源數(shù)據(jù)有效數(shù)據(jù)區(qū)中其中一個數(shù)據(jù)包的CRC校驗結(jié)果O
全文摘要
本發(fā)明公開了一種星載數(shù)據(jù)復(fù)接器檢測方法，是一種利用虛擬信道、對分時復(fù)用的不連續(xù)數(shù)據(jù)的CRC校驗的方法，根據(jù)數(shù)據(jù)格式中的虛擬信道標(biāo)識符、虛擬信道計數(shù)器、BPDU導(dǎo)頭信息等，實時計算每路數(shù)據(jù)每一個數(shù)據(jù)包的CRC校驗和，并與發(fā)送端預(yù)存的CRC校驗和相比較，完成對各路有效數(shù)據(jù)的實時判斷，能夠快速，高效的檢測數(shù)據(jù)復(fù)接器功能的正確性，可以驗證數(shù)據(jù)復(fù)接過程、信道編碼過程和通道傳輸過程。該檢測方法簡單、易于實現(xiàn)自動化，可實現(xiàn)快速、實時地對星載數(shù)據(jù)復(fù)接器進行檢測，尤其適用在宇航產(chǎn)品的環(huán)境試驗階段。
文檔編號H04L12/26GK102833132SQ20121031504
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者李永峰, 王娜, 袁素春, 張建華, 馬紅軍 申請人:西安空間無線電技術(shù)研究所