[发明专利]一种探月工程用遥测信道编码装置及编码方法

说明书

一种探月工程用遥测信道编码装置及方法，本发明提供的探月工程用遥测信道编码装置包括：主控单元、电源控制模块、数据存储器、晶体振荡器、数模转换电路、模拟量输出接口、可编程逻辑器件；所述主控单元通过写操作提供并行遥测数据；电源控制模块提供可靠的稳压电源，可编程逻辑器件完成控制逻辑设计，数据存储器存储数据，晶体振荡器提供频率参考源，数模转换电路将可编程逻辑器件输出的数字量转换成模拟量，模拟量输出接口对BPSK副载波进行滤波处理。本发明的方案可以灵活切换编码方式和码速率。

技术领域

本发明涉及一种遥测信道编码装置，特别是一种基于FPGA的遥测编码、编码方式及遥测下传码速率的整帧切换方法。

背景技术

在探月工程的数字通信系统中，RS编码和卷积编码已经广泛运用于深空通信、卫星通信等通信系统中。由于遥测信道会受到噪声影响，遥测数据在传输过程中有可能会出现误码。纠错编码是提高数据传输可靠性的常用技术。RS编码是一种分组码，对突发错误和随机错误都有很强的纠错能力；卷积编码是一种非分组、由记忆的纠错码。

为适应探月工程遥测下传的编码方式、码速率的不同需求，通过FPGA实现两种编码方式(RS编码、RS与卷积编码)和两种码速率(512bps、4096bps)，用户可以任意选择编码方式和码速率，FPGA进行实时整帧切换，具有很高的灵活性。

发明内容

本发明解决的问题是如何保证遥测编码的实现，而又能灵活进行遥测编码方式、码速率的整帧切换；为解决所述问题，本发明提供一种探月工程用遥测信道编码装置及编码方法。

本发明提供的探月工程用遥测信道编码装置包括：主控单元、电源控制模块、数据存储器、晶体振荡器、数模转换电路、模拟量输出接口、可编程逻辑器件；所述主控单元通过写操作提供并行遥测数据；电源控制模块提供可靠的稳压电源，可编程逻辑器件完成控制逻辑设计，数据存储器存储数据，晶体振荡器提供频率参考源，数模转换电路将可编程逻辑器件输出的数字量转换成模拟量，模拟量输出接口对BPSK副载波进行滤波处理。

进一步，可编程逻辑器件包括：RS编码模块、加扰模块、卷积编码模块、编码接口模块、切换模块、缓存控制模块和BPSK调制模块；RS编码模块进行RS编码；加扰模块对数据进行伪随机化；卷积编码模块进行卷积编码；编码接口模块控制RS编码模块、加扰模块、卷积编码模块的接口时序和数据流转换；切换模块响应切换命令，产生编码方式标志位和速率阈值；缓存控制模块对读/写缓存请求进行排队处理；BPSK调制模块对数模转换进行控制，并产生整帧标识。

进一步，所述数据存储器划分为不同区域，分别存储遥测数据、RS编码数据、卷积编码数据；BPSK调制模块根据编码方式标志位的状态读取相应区域的数据进行BPSK调制输出。

进一步，遥测数据添加3字节虚拟帧头后进行RS编码，RS编码完成后将虚拟帧头替换成帧头“0x1ACF，0xFC1D”后进行加扰和卷积编码；虚拟帧头内容是“0x00，0x00，0x00”；配置RS编码时钟和卷积编码时钟分别为125KHz和1MHz。

进一步，数据存储器的第一缓存区存储遥测数据，容量为220字节；遥测数据添加3字节虚拟帧头后进行RS编码，产生32字节RS校验码；“帧头+加扰后的遥测原码+加扰后的RS校验码”存储至第二缓存区，容量为256字节；所述第二缓存区的256字节数据进行卷积编码后存储至第三缓存区，容量为512字节。

进一步，采用多条件分支判断的方法，极端情况下，六个读/写缓存请求同时到来，则根据优先级依次执行。处于等待状态的读/写缓存请求置位相应的悬挂寄存器，执行完成后清除悬挂标记。

进一步，每发送完成一帧遥测数据时产生整帧标识，根据整帧标识启动编码过程，且实施编码方式的整帧切换。

进一步，速率阈值为127时，遥测下传码速率为512bps；速率阈值为15时，遥测下传码速率为4096bps；根据码速率切换命令对速率阈值进行赋值。