[发明专利]一种星载软件化处理转发器系统及其配置信息处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种星载处理转发器系统，特别适用于需实施软件在轨重构处理的具有处理转发功能的通信卫星。

背景技术

星载软件化处理转发器是指在星上处理转发器功能的基础上，加入了软件无线电的设计思想，使星上处理转发器可以根据业务需要实现软件动态在轨重构加载。星载软件化处理转发器系统，各通道和各处理单元相互独立、互不影响，只要在规定的接口协议下，通过通用连接器连接就可以实现通道及处理单元的扩展，不同的通道和处理单元可实现不同的通信体制和通信技术，这样就形成了对不同业务需求具有针对性的处理能力，并且扩展的通道或处理单元可以用来作为容错之用，若有通道或处理单元出现故障不能使用，可以启用容错的通道或处理单元，对容错通道或处理单元进行上行注入功能软件，通过软件配置加载技术实现容错通道或处理单元的功能重构，进而比较容易的提升对星上软件化处理转发器系统的软件升级、故障修复、功能扩展等能力。

现有的关于软件无线电技术的研究主要体现在从功能上通过专用的控制电路控制对主处理器实施软件功能重构，例如文献“低轨卫星可重构通信系统设计”和“基于联合处理的硬件可重构SDR平台”等，这些文献中提到的软件无线电平台构成如图1、2所示，从整个处理转发器系统来说，只具有一层结构，文中未针对多处理通道和采用专用信道接收情况下如何进行配置信息处理进行研究；文献“软件无线电分层体系结构”、“软件无线电电台的新结构”和“Design and implementation of a completely reconfigurable soft radio”中都提到了一种软件无线电的分层结构，如图3所示，采用了三层结构，分别为：软件无线电接口层，配置层和处理层；其对配置和业务数据流采用相同的处理通路，都是从第二层送至第三层，这就影响处理转发器对业务信息的处理。另外从图3中可以看出所述处理层中的各处理模块之间是有联系的，其处理层中的各处理模块对接收信息进行流水线处理，若待处理信息属于本处理模块，不管是配置或业务信息，该模块会提取并处理，若不属于本模块，则将信息送往下一个处理模块；逐个处理单元的流水线处理过程影响了对处理单元的功能重构速度。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，通过合理的构成方法，使星载软件化处理转发器形成一种系统级的分层结构，能够根据业务处理单元的软件重构需求形成一套专用的配置信息处理通路，可以通过较快的通路完成对业务处理单元的功能重构过程。

本发明包括如下技术方案：

一种星载软件化处理转发器系统，所述系统包括由一个核心控制单元构成的核心控制层、由多个通道接口单元构成的通道管理层和多个通道内业务处理单元构成的通道处理层，其特征在于：

所述核心控制层用来接收配置信息帧，依据配置控制协议完成对配置信息帧的校验、解析和通道分发，并负责管理所有的处理通道，对各处理通道的运行状况进行监控；

所述通道管理层用来接收核心控制层分发的配置信息帧，并依据配置控制协议完成对配置信息帧的再校验、解析和处理单元的分发；同时负责管理各处理通道内的业务处理单元，接受所述核心控制层的管理，将各业务处理单元的运行状况反馈给所述核心控制层；

所述通道处理层将接收到的配置信息帧进行配置信息内容的提取，对通道内业务处理单元实现功能重构，并接受所述通道管理层的管理；所述通道处理层的各业务处理单元处理配置信息和业务信息，所述配置信息和业务信息采用不同的处理通路进行处理。

所述核心控制单元包括主控制器、存储器和总线接口电路，所述核心控制单元连接N个通道接口单元，其中N为两个以上；所述主控制器将配置信息帧发往所述通道管理层的第X通道接口单元，其中1≤X≤N；并接收通道接口单元反馈回的工作状态数据；

所述N个通道接口单元在结构上并行、相互独立，其中每个通道接口单元包括配置控制器、存储器和接口电路；每个通道接口单元连接M个通道内业务处理单元；每个通道接口单元，最后再将配置信息帧发往通道内的第Y业务处理单元，其中1≤Y≤M；并接收通道内业务处理单元反馈回的工作状态数据；

所述通道内业务处理单元主要由配置控制器、主处理器、辅处理器、存储器和接口电路组成，其中配置控制器将接收到的配置信息帧进行配置信息内容的提取，并通过配置控制器控制完成对主处理器的信息内容重构加载。所述主处理器为多个。