基于上位机的卫星测控地检设备误码测试帧同步方法与流程

1.本发明涉及卫星测控地检设备技术领域，具体为基于上位机的卫星测控地检设备误码测试帧同步方法。


背景技术：

2.公知的，卫星测控主要包括对卫星的跟踪、遥测和遥控，实现对卫星的跟踪观测，获取其相对地面的运动信息，计算和预报卫星轨迹和运动情况；接收卫星回传数据，获取卫星内部工作状态；根据卫星内外部环境以及工作状态的反馈，实时发射信号，对卫星进行指令控制等。卫星在太空中运行的每一个环节，都离不开测运控的支持，所以卫星测控设备卫星正常工作的基础，极其重要。卫星测控设备在上天之前，对其性能进行全方位的测试是由地检设备来完成，其中误码测试是检验其性能的一项重要指标。
3.误码测试的步骤一般分为三步：首先发送带有帧头的测试帧；然后解调接收、对数据流和帧同步码进行相关累加判决，取出测试帧数据；接着进行误码比对和统计。由于在解调接收需要对数据流和帧同步码进行相关累加判决，找出帧头，这部分的运算量比较大，且对时延要求较高，一般这种相关累加运算都是由fpga来完成。但是在对卫星测控设备进行误码测试时，由于需要对测试帧帧头、帧长和帧内容等进行变换和修改，误码测试帧同步的方法一般是通过在数据序列中加入帧同步码的方式、且帧长固定来实现，现有的帧同步的运算一般是通过底层硬件fpga来实现的，且帧同步码和帧长都是固定的。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供基于上位机的卫星测控地检设备误码测试帧同步方法，以解决现有技术中的上述不足之处。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于上位机的卫星测控地检设备误码测试帧同步方法，包括以下步骤：
6.s1：通过总线/网络接口，向上位机送入数据；
7.s2：上位机通过参数配置模块控制，先在同步搜索模块进行相关累加运算判决，超过累加门限，开始进入预同步状态；
8.s3：经过n次累加超过门限校验，确定检测到帧头；
9.s4：转入误码比对模块进行误码比对和统计，同时间隔一帧长度，继续直接进行帧头比较。
10.作为上述技术方案的进一步描述：所述卫星测控地检设备误码测试包括上行链路测试和下行链路测试。
11.作为上述技术方案的进一步描述：所述上行链路测试通过总线/网络接口向上位机送入数据具体包括以下步骤：
12.a：上位机通过总线或网络接口发出误码测试数据帧，经过地检设备的编码/调制、上变频器变频；
13.b：再经有线或无线与卫星测控设备相连，卫星测控设备解调出误码数据比特，以比特数据流的形式给测试控制盒，
14.c：测试控制盒将比特数据流拼装成字节数据，再发给上位机，上位机检测出帧头后，提取卫星测控设备解调后测试数据帧数据进行误码比对、统计。
15.作为上述技术方案的进一步描述：所述下行链路测试通过总线/网络接口向上位机送入数据具体包括以下步骤：
16.e：上位机通过总线或网络接口发出误码测试数据帧；
17.f：数据帧通过测试控制盒直接给卫星测控设备进行调制、变频，并通过有线或无线连接将射频信号发送给地检设备进行下变频、解调；
18.g：地检设备解调出误码帧数据比特，并拼装成字节数据发给上位机，上位机检测出帧头后，提取地检设备解调后测试数据帧数据进行误码比对、统计。
19.作为上述技术方案的进一步描述：所述上位机在收到测试控制盒或地检设备解调后的字节形式的数据流后，首先进行串/并转换，转成比特数据，然后存入内存。
20.作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤s2中，同步搜索模块进行相关累加运算判决，没有超过累加门限时，则滑动右移一位取出比特数据再进行相关、累加、比较，反复进行一旦超出门限，则进入预同步状态。
21.作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤s3中在预同步状态，当所述统计次数小于n次超过门限，上位机间隔一帧长度的比特数据后，再进行帧同步相关累加，直至连续n次超过门限，则认为同步完成，通知上位机，设置进入误码比对状态。
22.作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤s4中帧头比较具体方法为，进入误码比对状态，则相关累加运算功能关闭，上位机根据同步搜索阶段得到的移位值，在内存里的比特数据流里拼装成相应的字节数据流，并与发出的误码测试帧数据进行误码比对、统计，同时间隔一帧长度数据，直接以字节形式进行帧头比对，如果帧头比对错误，则进入预失步阶段。
23.作为上述技术方案的进一步描述：所述步骤s4中，进行中帧头比较时如没检测到帧头，并且次数超过m次校验，则认为帧同步失锁，则通知上位机进入同步搜索状态。
24.在上述技术方案中，本发明提供的基于上位机的卫星测控地检设备误码测试帧同步方法，通过把帧同步放到上位机中进行，可以任意配置帧同步码、帧长、状态等参数，灵活性高，且设置了校验次数参数n和m，减少了误检的概率，同时帧同步失锁是直接间隔一帧长度以字节形式进行帧头比较，不需进行相关累加运算，加快帧同步失锁判断速度。
附图说明
25.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明实施例提供的卫星测控设备上行链路误码测试流程图；
27.图2为本发明实施例提供的卫星测控设备下行链路误码测试流程图；
28.图3为本发明实施例提供的卫星测控设备下行链路误码测试帧同步示意图。
具体实施方式
29.为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
30.请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：基于上位机的卫星测控地检设备误码测试帧同步方法，包括以下步骤：
31.s1：通过总线/网络接口，向上位机送入数据；
32.s2：上位机通过参数配置模块控制，先在同步搜索模块进行相关累加运算判决，超过累加门限，开始进入预同步状态；
33.s3：经过n次累加超过门限校验，确定检测到帧头；
34.s4：转入误码比对模块进行误码比对和统计，同时间隔一帧长度，继续直接进行帧头比较，如没检测到帧头，并且次数超过m次校验，才认为帧同步失锁，转入同步搜索状态。
35.卫星测控地检设备误码测试包括上行链路测试和下行链路测试。
36.上行链路测试通过总线/网络接口向上位机送入数据具体包括以下步骤：
37.a：上位机通过总线或网络接口发出误码测试数据帧，经过地检设备的编码/调制、上变频器变频；
38.b：再经有线或无线与卫星测控设备相连，卫星测控设备解调出误码数据比特，以比特数据流的形式给测试控制盒，
39.c：测试控制盒将比特数据流拼装成字节数据，再发给上位机，上位机检测出帧头后，提取卫星测控设备解调后测试数据帧数据进行误码比对、统计。
40.下行链路测试通过总线/网络接口向上位机送入数据具体包括以下步骤：
41.e：上位机通过总线或网络接口发出误码测试数据帧；
42.f：数据帧通过测试控制盒直接给卫星测控设备进行调制、变频，并通过有线或无线连接将射频信号发送给地检设备进行下变频、解调；
43.g：地检设备解调出误码帧数据比特，并拼装成字节数据发给上位机，上位机检测出帧头后，提取地检设备解调后测试数据帧数据进行误码比对、统计。
44.上位机在收到测试控制盒或地检设备解调后的字节形式的数据流后，首先进行串/并转换，转成比特数据，然后存入内存。
45.步骤s2中，同步搜索模块进行相关累加运算判决，(即根据上位机对参数的配置，取出与帧同步码同长的比特数据进行相关、累加，根据累加结果与判决门限比较)没有超过累加门限时，则滑动右移一位取出比特数据再进行相关、累加、比较，反复进行一旦超出门限，则进入预同步状态。
46.具体的，帧同步码一般是一个有限长序列，为能从接收数据流中容易鉴别出帧同步码，要求帧同步码应满足帧同步码的非周期自相关函数具有尖锐的单峰特性；帧同步码便于与信息码相区别。
47.给定序列{an,0≤n≤n-1}，其中an∈{ 1，-1}，自相关函数r(τ)为：
[0048][0049]
其中，n为码元数目，当τ＝0时，
[0050]
即自相关函数仅在r(0)处出现最大值，而其它的r(τ)值均很小，这样就可以很容易识别出帧同步码。
[0051]
步骤s3中在预同步状态，当统计次数小于n次超过门限，上位机间隔一帧长度的比特数据后，再进行帧同步相关累加，直至连续n次超过门限，则认为同步完成，通知上位机，设置进入误码比对状态。具体的，上位机间隔一帧长度的比特数据后，再进行帧同步相关累加，如果连续n次超过门限，则认为同步完成，通知上位机软件设置进入误码比对状态。
[0052]
步骤s4中帧头比较具体方法为，进入误码比对状态，则相关累加运算功能关闭，上位机根据同步搜索阶段得到的移位值，在内存里的比特数据流里拼装成相应的字节数据流，并与发出的误码测试帧数据进行误码比对、统计，同时间隔一帧长度数据，直接以字节形式进行帧头比对，如果帧头比对错误，则进入预失步阶段。
[0053]
步骤s4中，进行中帧头比较时如没检测到帧头，并且次数超过m次校验，则认为帧同步失锁，则通知上位机进入同步搜索状态。
[0054]
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。