[发明专利]基于DMT的高速1553B通信总线发送方法与装置

说明书

技术领域

涉及高速有线数字通信装置，特别是涉及使用了多载波调制方式的数字通信装置的发射机和发射方法，具体讲，基于DMT(即离散多音调制，以下简称DMT)的高速1553B通信总线发送方法与装置。

背景技术

1553B通信总线全称为数字式时分指令/响应多路传输数据总线，是1978年由美国军方制定的一种航空系统通信总线标准。该通信协议在传输的可靠性、使用的灵活性及数据完整性等方面具有显著优势，能够在各种严酷条件下提供可靠性要求应用。因此其在航空电子、军用舰船和装甲车辆等军用平台上得到了广泛应用，并且已经被其他工业领域广泛采用。

1553B通信总线系统通常由一个负责总线系统任务调度、管理的总线控制器，多个(小于等于31个)远程终端及用于监视总线系统运行状态的总线监视器(可选)构成。原始1553B通信总线协议规定数据采用曼彻斯特码以速率1Mbps进行基带传输。总线采用指令应答方式实现系统通讯。

尽管其具有很高的可靠性和灵活性，但由于当今武器系统，尤其是航空和地面车辆系统对于视频、音频和分布式数据传输中数据量大、传输速度高的要求，因此传输速度过低(1Mbps)是制约1553B总线继续发展的很大因素。

传输速度过低(1Mbps)制约了1553B总线的发展，虽然现有的一些高速数据传输技术可以用来取代1553B总线系统，如：分布式光纤接入技术、ATM(异步传输模式)技术、火线1394以及快速以太网等。但这些均需更换原总线系统上的设备，这样不仅成本高昂，而且原系统稳定性也会受到很多程度的影响。所以急需一种既能提高现有总线系统的传输速度同时又能够与原有总线通信兼容使用的高速系统解决方案。该解决方案能够在不可能改变原总线系统结构的情况下使用。

发明内容

本发明旨在解决克服现有技术的不足，提供一种既能提高现有总线系统的传输速度同时又能够与原有总线通信兼容使用的高速系统解决方案，为达到上述目的，本发明采取的技术方案是，基于DMT的高速1553B通信总线发送装置，由一片FPGA内依次串接的如下模块构成，Field Programmable Gate Array即现场可编程门阵列，以下简称FPGA：

并行加扰模块，通过随机序列生成器并行产生多路伪随机码流，将这些并行伪随机码流与接收到的多比特码元分别对应进行异或运算，后将多路并行加扰后的码元同时输出；

RS编码模块，Reed-Solomon即里德-所罗门编码简称RS编码，加扰后的数据被送入RS编码模块，采用面向字节的RS(246，200)对数据进行编码；

QAM星座映射模块，Quadrature Amplitude Modulatio即正交幅度调制，简称QAM，用于对数字信号进行MQAM映射，采用64QAM星座映射；

块交织模块，用于将原始数据序列结构按一定规律打乱，目的是将相邻的多个数据变得尽量隔得更远，经过这种处理后的数据序列发生长串的突发错误时可以将原本连续的错误序列变的离散化；

导频插入模块，用于在每个DMT符号中若干个导频子载波位置传送数据1+j，用以在收端完成频偏估计；

IFFT模块及共轭对称变换模块，Inverse Discrete Fourier Transform即逆快速傅立叶变换，简称IFFT，使用IDFT将星座编码器的输出调制到DMT子载波上，Inverse Discrete Fourier Transform即逆傅立叶变换，简称IDFT，由星座编码器产生的N个表示频域的复数值，变换为2N个表示时域的实数值，该实数值序列是一个DMT符号的时域采样，且恰好满足奈奎斯特采样定理，对星座编码器输出的复数序列进行共轭扩展以使得输入序列具有共轭对称性：

S_i＝Z_i，i＝0，1，...，N-1

S_i＝conj(Z_2N-i)，i＝N+1，N+2，...，2N-1

其中，Z_i表示功率归一化后星座编码器输出的复数序列，S_i表示对Z_i进行共轭扩展得到的复数序列，conj()表示取共轭复数，N表示星座编码器产生的复数序列的个数，i表示共轭扩展得到的复数序列的下标，取值范围是i＝0，1，...，2N-1；

随后对S_i实施2N点的IFFT：