一種深空通信仿真演示驗(yàn)證方法及仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種深空通信仿真演示驗(yàn)證方法及仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)，屬于深空探測(cè)通信系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]深空探測(cè)是一個(gè)國(guó)家航天技術(shù)和空間科學(xué)高度發(fā)達(dá)的重要標(biāo)志之一，是綜合國(guó)力的具體體現(xiàn)，也是大國(guó)地位的象征。隨著探月工程的不斷實(shí)施，我國(guó)必將開(kāi)展更多、更遠(yuǎn)的深空探測(cè)活動(dòng)。在深空探測(cè)任務(wù)中，深空通信系統(tǒng)既負(fù)責(zé)傳輸指令信息、遙測(cè)遙控信息、跟蹤導(dǎo)航信息、自控和軌道控制等信息的任務(wù)，也肩負(fù)著傳輸科學(xué)數(shù)據(jù)、文件、聲音、圖像等信息的任務(wù)，因此系統(tǒng)的正常運(yùn)行是整個(gè)深空探測(cè)任務(wù)成功的重要保證，是深空探測(cè)活動(dòng)成敗的關(guān)鍵。在深空任務(wù)規(guī)劃之初，構(gòu)建一個(gè)能夠?qū)ι羁胀ㄐ畔到y(tǒng)技術(shù)體制和技術(shù)途徑進(jìn)行驗(yàn)證的系統(tǒng)就顯得尤為必要了。通過(guò)軟件仿真方式實(shí)現(xiàn)技術(shù)體制中關(guān)鍵技術(shù)的驗(yàn)證，不僅可對(duì)深空全任務(wù)周期進(jìn)行演示，而且可為建立高效、安全、可靠的深空通信系統(tǒng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種深空通信仿真演示驗(yàn)證方法，該方法利用模塊化思想進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)與構(gòu)建，具有靈活性高、擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)深空通信環(huán)境下物理層和傳輸層的協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)仿真與數(shù)據(jù)傳輸演示。
[0004]本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供一種深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的上述目的主要是通過(guò)如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種深空通信仿真演示驗(yàn)證方法，通過(guò)深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，所述深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)包括路由與控制中心、場(chǎng)景仿真模塊、信道模擬模塊、傳輸控制仿真模塊和無(wú)線傳輸仿真模塊，具體仿真過(guò)程包括仿真場(chǎng)景配置階段、仿真節(jié)點(diǎn)加入階段和仿真數(shù)據(jù)交互階段，具體如下:
[0007]所述仿真場(chǎng)景配置階段的具體步驟如下:
[0008]步驟(I)、路由與控制中心根據(jù)深空任務(wù)需求，完成深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)的仿真場(chǎng)景配置與參數(shù)配置，其中仿真場(chǎng)景包括地球地面站位置、被探測(cè)星體的中繼衛(wèi)星軌道和被探測(cè)星體的登陸車(chē)位置信息；參數(shù)配置包括信道模擬模塊的鏈路狀態(tài)信息、傳輸控制仿真模塊的協(xié)議類(lèi)型、無(wú)線傳輸仿真模塊的調(diào)制和編碼方式；
[0009]所述仿真節(jié)點(diǎn)加入階段步驟如下:
[0010]步驟(2)、路由與控制中心在步驟(I)的配置完成后，開(kāi)啟運(yùn)行模式接收?qǐng)鼍胺抡婺K、信道模擬模塊、傳輸控制仿真模塊和無(wú)線傳輸仿真模塊的仿真節(jié)點(diǎn)的加入；
[0011]步驟⑶、場(chǎng)景仿真模塊向路由與控制中心發(fā)送加入請(qǐng)求，路由與控制中心接收所述加入請(qǐng)求，允許場(chǎng)景仿真模塊加入深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)，并向場(chǎng)景仿真模塊發(fā)送步驟(I)中配置的仿真場(chǎng)景信息；
[0012]步驟⑷、信道模擬模塊向路由與控制中心發(fā)送加入請(qǐng)求，路由與控制中心接收所述加入請(qǐng)求，允許信道模擬模塊加入深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)，并向信道模擬模塊發(fā)送步驟(I)中配置的鏈路狀態(tài)信息；
[0013]步驟(5)、傳輸控制仿真模塊向路由與控制中心發(fā)送加入請(qǐng)求，路由與控制中心接收所述加入請(qǐng)求，允許傳輸控制仿真模塊加入深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)，并向傳輸控制仿真模塊發(fā)送步驟(I)中配置的傳輸控制仿真模塊的協(xié)議類(lèi)型；
[0014]步驟(6)、無(wú)線傳輸仿真模塊向路由與控制中心發(fā)送加入請(qǐng)求，路由與控制中心接收所述加入請(qǐng)求，允許無(wú)線傳輸仿真加入深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)，并向無(wú)線傳輸仿真模塊發(fā)送步驟(I)中配置的無(wú)線傳輸仿真模塊的調(diào)制和編碼方式；
[0015]所述仿真數(shù)據(jù)交互階段步驟如下:
[0016]步驟(7)、傳輸控制仿真模塊的發(fā)送端根據(jù)傳輸控制仿真模塊的協(xié)議類(lèi)型，將傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至路由與控制中心，路由與控制中心將接收到的所述傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至信道模擬模塊；信道模擬模塊根據(jù)當(dāng)前的鏈路狀態(tài)，對(duì)接收到的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲和丟包處理，并將處理后的傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至路由與控制中心；路由與控制中心將從信道模擬模塊接收的傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至傳輸控制仿真模塊的接收端；
[0017]步驟(8)、傳輸控制仿真模塊的接收端根據(jù)傳輸控制仿真模塊的協(xié)議類(lèi)型，將反饋信令發(fā)送至路由與控制中心，路由與控制中心將接收到的所述反饋信令發(fā)送至信道模擬模塊，信道模擬模塊根據(jù)當(dāng)前的鏈路狀態(tài)，對(duì)接收到的反饋信令進(jìn)行延遲和丟包處理，并將處理后的反饋信令發(fā)送至路由與控制中心，路由與控制中心將從信道模擬模塊接收的反饋信令發(fā)送至傳輸控制仿真模塊的發(fā)送端；
[0018]步驟(9)、無(wú)線傳輸仿真模塊的發(fā)送端根據(jù)無(wú)線傳輸仿真模塊的調(diào)制和編碼方式，將傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至路由與控制中心，路由與控制中心將接收到的所述傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至信道模擬模塊，信道模擬模塊根據(jù)當(dāng)前的鏈路狀態(tài)，將接收到的傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加噪、延遲處理，并將處理后的傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至路由與控制中心，路由與控制中心將從信道模擬模塊接收的傳輸數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)線傳輸仿真模塊的接收端；
[0019]步驟(10)、傳輸控制仿真模塊、無(wú)線傳輸仿真模塊將仿真結(jié)果發(fā)送至路由與控制中心，路由與控制中心將接收到的仿真結(jié)果發(fā)送至場(chǎng)景仿真模塊，場(chǎng)景仿真模塊接收所述仿真結(jié)果后，進(jìn)行二維顯示和三維顯示。
[0020]在上述深空通信仿真演示驗(yàn)證方法中，傳輸控制仿真模塊的協(xié)議類(lèi)型根據(jù)不同的深空環(huán)境進(jìn)行配置，包括傳統(tǒng)TCP協(xié)議、噴泉協(xié)議以及CFDP協(xié)議。
[0021]在上述深空通信仿真演示驗(yàn)證方法中，無(wú)線傳輸仿真模塊的調(diào)制和編碼方式中，調(diào)制方式包括BPSK、QPSK,編碼方式包括卷積碼、LDPC碼和噴泉碼。
[0022]一種深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)，包括路由與控制中心、場(chǎng)景仿真模塊、信道模擬模塊、傳輸控制仿真模塊和無(wú)線傳輸仿真模塊，其中:
[0023]路由與控制中心:完成深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)的仿真場(chǎng)景配置與參數(shù)配置，實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景仿真模塊、信道模擬模塊、傳輸控制仿真模塊和無(wú)線傳輸仿真模塊的仿真節(jié)點(diǎn)的加入，以及傳輸數(shù)據(jù)和反饋信令的傳輸；
[0024]場(chǎng)景仿真模塊:對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行場(chǎng)景動(dòng)畫(huà)演示，即二維顯示和三維顯示；
[0025]信道模擬模塊:實(shí)現(xiàn)深空環(huán)境下的信道特性模擬，即在路由與控制中心的控制下，完成對(duì)傳輸數(shù)據(jù)和反饋信令的加噪、延遲和丟包處理；
[0026]傳輸控制仿真模塊:實(shí)現(xiàn)深空環(huán)境下傳輸層協(xié)議的仿真演示，即在路由與控制中心的控制下，完成傳輸數(shù)據(jù)和反饋信令的發(fā)送與接收，并生成傳輸層協(xié)議仿真結(jié)果；
[0027]無(wú)線傳輸仿真模塊:實(shí)現(xiàn)深空環(huán)境下物理層技術(shù)的仿真演示，即在路由與控制中心的控制下，按照調(diào)制和編碼方式完成傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，并生成物理層仿真結(jié)果。
[0028]在上述深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)中，路由與控制中心根據(jù)深空任務(wù)需求，完成深空通信仿真演示驗(yàn)證系統(tǒng)的仿真場(chǎng)景配置與參數(shù)配