[發明專利]虛擬無線電航天測控數據并行同步傳輸系統

無效

• 申請號: 201310519769.X
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103558820A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 王耀斌
• 申請（專利權）人: 陜西高新實業有限公司
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司 61220
• 代理人: 劉斌

技術領域

本發明涉及一種測控數據并行同步傳輸系統，具體涉及一種虛擬無線電航天測控數據并行同步傳輸系統。

背景技術

隨著數字信號處理技術的不斷發展以及通用計算機性能的迅速提高，航天測控系統中信號處理的方法在經歷了由傳統模擬信號的硬件處理向基于軟件無線電(SDR)平臺的數字化處理的轉變后，正在開始向純軟件化的方向發展。國外已經出現了軟件雷達和軟件GPS接收機方面的研究，脫離了軟件無線電平臺中可編程DSP和FPGA為主的專用硬件平臺，將A／D之后的信號直接以通用計算機構建的集群為平臺，以軟件處理方式完成信號實時處理。虛擬無線電測控系統隨著測控體制的多樣化、測控任務的綜合化的發展趨勢，將會面臨不同數據類型、不同傳輸速率、不同處理過程的多路并行數據傳輸問題。測控系統屬于時間同步系統，要求測量結果與測量時間保持精確同步，否則得到的測量結果即使再精確也失去了其應用價值。因此，在軟件實現數據傳輸的過程中，數據傳輸的并行性與并行數據在時間上的同步性都是亟待解決的問題。

發明內容

本發明提供一種虛擬無線電航天測控數據并行同步傳輸系統，其將大量電子信號處理算法與硬件相剝離，使應用系統使用的算法得以在通用計算機上開發與驗證，沒有執行時間、成本的限制，能更好地滿足測控系統的需求。

本發明的技術解決方案是：

一種虛擬無線電航天測控數據并行同步傳輸系統，包括依次連接的天線、數字化接口、通用化分布式處理平臺以及遠程控制；其特殊之處在于：所述天線通過上、下變頻器與數字化接口連接；所述通用化分布式處理平臺包括多個通過網絡連接的計算機和軟件系統。

上述遠程控制包括遙控指令及測距、測速及遙測結果。

上述數字化接口傳輸70MH_Z中頻信號和實統信號。

本發明的優點在于：將大量電子信號處理算法與硬件相剝離，使應用系統使用的算法得以在通用計算機上開發與驗證，沒有執行時間、成本的限制，能更好地滿足測控系統的需求。

附圖說明

圖1為本發明連接示意圖。

具體實施方式

參見圖1，一種虛擬無線電航天測控數據并行同步傳輸系統，包括依次連接的天線、數字化接口、通用化分布式處理平臺以及遠程控制；天線通過上、下變頻器與數字化接口連接；所述通用化分布式處理平臺包括多個通過網絡連接的計算機和軟件系統。

遠程控制包括遙控指令及測距、測速及遙測結果。

數字化接口傳輸70MH_Z中頻信號和實統信號。

數據并行方法

虛擬無線電與SDR系統數據并行差異

目前的SDR測控系統采用分時復用的方式并行傳輸數據，按照固定的時間間隔，將多路時間上的并行數據依次寫入指定的存儲位置，形成固定長度的數據幀。在數據傳輸過程中，以幀為基本的數據結構，通過定位數據幀起始位置的幀同步碼，實現各分路數據的讀取及處理。這種數據結構的優點是實現過程簡單、性能可靠，在目前的遙測系統中廣泛采用。虛擬無線電測控系統雖然基于通用化的分布式處理系統，但是由于硬件平臺和軟件系統的差異，使得系統中每個節點(計算機)的網絡傳輸延遲、操作系統延遲、軟件處理延遲有可能存在較大的差異。當采用傳統的幀結構進行多路數據并行傳輸時，在組幀過程中，來自不同節點的數據傳輸延遲的差異將會造成時間延遲短、傳輸速率高的節點數據等待延遲時間長、傳輸速率低的節點數據的現象，從而降低數據傳輸速率，甚至影響系統處理的實時性。因此必須根據虛擬無線電測控系統中數據傳輸的特點，選擇適合的分時復用方案，實現安全、可靠、實時的數據傳輸。

虛擬無線電測控系統的數據并行

傳統的幀結構按照固定的時間間隔，將對應的各路數據依次寫入數據幀中固定的存儲位置。因此在傳輸時延較大的情況下，造成了并行傳輸的高速數據被低速數據阻塞的現象。可以采用動態分時復用的傳輸模式。其基本思想是：將各路中已經滿足時間長度(△丁)的數據塊按照時間間隔△T和一定的順序寫入到數據幀中的用戶數據區，然后通過網絡傳輸到下一個處理節點。時間間隔△T應根據當前傳輸數據所對應的處理任務實時性要求進行動態調整，確保每幀傳輸的數據能夠在下一個節點被實時處理。時間間隔的動態改變，使得數據幀的長度也會隨之發生變化。為便于數據幀的捕獲與跟蹤，依然采用固定長度的數據幀。按照動態分時復用的傳輸方式，數據幀結構主要分主引導頭和用戶數據區兩部分。