[发明专利]虚拟无线电航天测控数据并行同步传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种测控数据并行同步传输系统，具体涉及一种虚拟无线电航天测控数据并行同步传输系统。

背景技术

随着数字信号处理技术的不断发展以及通用计算机性能的迅速提高，航天测控系统中信号处理的方法在经历了由传统模拟信号的硬件处理向基于软件无线电(SDR)平台的数字化处理的转变后，正在开始向纯软件化的方向发展。国外已经出现了软件雷达和软件GPS接收机方面的研究，脱离了软件无线电平台中可编程DSP和FPGA为主的专用硬件平台，将A／D之后的信号直接以通用计算机构建的集群为平台，以软件处理方式完成信号实时处理。虚拟无线电测控系统随着测控体制的多样化、测控任务的综合化的发展趋势，将会面临不同数据类型、不同传输速率、不同处理过程的多路并行数据传输问题。测控系统属于时间同步系统，要求测量结果与测量时间保持精确同步，否则得到的测量结果即使再精确也失去了其应用价值。因此，在软件实现数据传输的过程中，数据传输的并行性与并行数据在时间上的同步性都是亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种虚拟无线电航天测控数据并行同步传输系统，其将大量电子信号处理算法与硬件相剥离，使应用系统使用的算法得以在通用计算机上开发与验证，没有执行时间、成本的限制，能更好地满足测控系统的需求。

本发明的技术解决方案是：

一种虚拟无线电航天测控数据并行同步传输系统，包括依次连接的天线、数字化接口、通用化分布式处理平台以及远程控制；其特殊之处在于：所述天线通过上、下变频器与数字化接口连接；所述通用化分布式处理平台包括多个通过网络连接的计算机和软件系统。

上述远程控制包括遥控指令及测距、测速及遥测结果。

上述数字化接口传输70MH_Z中频信号和实统信号。

本发明的优点在于：将大量电子信号处理算法与硬件相剥离，使应用系统使用的算法得以在通用计算机上开发与验证，没有执行时间、成本的限制，能更好地满足测控系统的需求。

附图说明

图1为本发明连接示意图。

具体实施方式

参见图1，一种虚拟无线电航天测控数据并行同步传输系统，包括依次连接的天线、数字化接口、通用化分布式处理平台以及远程控制；天线通过上、下变频器与数字化接口连接；所述通用化分布式处理平台包括多个通过网络连接的计算机和软件系统。

远程控制包括遥控指令及测距、测速及遥测结果。

数字化接口传输70MH_Z中频信号和实统信号。

数据并行方法

虚拟无线电与SDR系统数据并行差异

目前的SDR测控系统采用分时复用的方式并行传输数据，按照固定的时间间隔，将多路时间上的并行数据依次写入指定的存储位置，形成固定长度的数据帧。在数据传输过程中，以帧为基本的数据结构，通过定位数据帧起始位置的帧同步码，实现各分路数据的读取及处理。这种数据结构的优点是实现过程简单、性能可靠，在目前的遥测系统中广泛采用。虚拟无线电测控系统虽然基于通用化的分布式处理系统，但是由于硬件平台和软件系统的差异，使得系统中每个节点(计算机)的网络传输延迟、操作系统延迟、软件处理延迟有可能存在较大的差异。当采用传统的帧结构进行多路数据并行传输时，在组帧过程中，来自不同节点的数据传输延迟的差异将会造成时间延迟短、传输速率高的节点数据等待延迟时间长、传输速率低的节点数据的现象，从而降低数据传输速率，甚至影响系统处理的实时性。因此必须根据虚拟无线电测控系统中数据传输的特点，选择适合的分时复用方案，实现安全、可靠、实时的数据传输。

虚拟无线电测控系统的数据并行

传统的帧结构按照固定的时间间隔，将对应的各路数据依次写入数据帧中固定的存储位置。因此在传输时延较大的情况下，造成了并行传输的高速数据被低速数据阻塞的现象。可以采用动态分时复用的传输模式。其基本思想是：将各路中已经满足时间长度(△丁)的数据块按照时间间隔△T和一定的顺序写入到数据帧中的用户数据区，然后通过网络传输到下一个处理节点。时间间隔△T应根据当前传输数据所对应的处理任务实时性要求进行动态调整，确保每帧传输的数据能够在下一个节点被实时处理。时间间隔的动态改变，使得数据帧的长度也会随之发生变化。为便于数据帧的捕获与跟踪，依然采用固定长度的数据帧。按照动态分时复用的传输方式，数据帧结构主要分主引导头和用户数据区两部分。