[发明专利]实时软件接收机中采集数据循环存储与分发方法

说明书

本发明公开了一种实时软件接收机中采集数据循环存储与分发方法，旨在提供一种能对不同体制、不同速率测控通信信号进行实时循环存储，分发速率可控的数据循环存储与分发的方法。本发明通过下述技术方案予以实现：采集数据经PCIE总线上报到计算机后，在循环存储指针控制模块控制下写入缓存器；当启动捕获标志有效时，单次分发指针控制模块向捕获线程传递分发地址指针与分发数据长度；捕获完成后循环分发指针控制模块进行数据循环分发操作，当分发数据地址指针达到缓存器尾部时，分发数据长度等于分发时刻分发地址指针至循环缓存器尾部之间的数据长度，数据分发完成后，循环分发指针控制模块再更新数据循环分发指针等于缓存器首地址。

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟无线电技术的航天测控通信实时软件接收机，具体为一种利用固定缓存器实现采集设备上报数据实时循环存储与分发的方法。

背景技术

1999年美国学者Vanu Bose等人提出了虚拟无线电的概念。其基本思想与软件无线电类似，都是利用软件来实现无线信号的发射与接收，两者的最大区别在于开发平台的不同。软件无线电技术主要采用专用可编程硬件平台（如DSP、FPGA等）实现产品开发。虚拟无线电的开发平台则采用通用计算机平台，如以CPU和图形处理器GPU为代表的通用处理器GPP计算平台。近年来随着通用处理器在计算速度、总线带宽、低时延控制和并行计算等方面处理能力不断提高，使得采用高性能计算平台对通信信号进行软件解调成为了可能。相比于基于专用平台开发的数字接收机，基于通用计算平台的软件接收机除了数据采集模块由硬件实现外，其余处理过程均由以高级开发语言编写的软件实现，因此其具备了成本低、易于质量控制且可移植性好的优点。

与一般通信系统相比，航天测控通信系统的特点为：通信信号调制种类多，包括扩频、调频、线性相位调制等多种调制类型；信息速率范围跨度大，航天测控通信系统一般的信息速率跨度范围从1kbps到10Msps；接收信号动态大，需要在传统的软件接收机中加入信号捕获模块；信号解调的实时性要求强，为了实现飞行器的下发遥测信号与飞行器轨道信息及时解调与测量，要求软件接收机的解调时延较小。上述特点增加了航天测控通信系统实时软件接收机的设计难度。

目前，以GPS软件接收机为代表的大部分虚拟无线电产品只能进行事后处理。普遍做法是将采集设备上报的数据存储到硬盘上，然后软件从硬盘中读入数据进行软件处理，即数据的流向为硬件先存入硬盘然后再被读入内存处理。这种处理方式的时间效率较低。航天测控通信系统的特点决定了实时软件接收机不仅要实现不同调制体制、不同信息速率测控通信信号的实时存储，还要与后面的捕获以及解调模块进行交互，保证数据的正确分发。因此为了实现实时数据采集与软件解调，需要设计一套合理的采集数据循环存储与分发的方法。这种方法需要具备如下功能：首先要能在一块固定大小的缓存器上进行实时数据存储与分发，其次要通过设计合理的读写控制流程保证缓存器的读写不冲突，最后还要能够通过控制分发数据包的大小来适应航天测控通信系统不同信息速率解调时延与实时软件解调的要求。

发明内容

为了实现航天测控通信信号实时采集与软件解调，针对后端不同处理线程数据分发的需求，本发明提供一种简单高效，合理可靠，便于软件处理，能对不同体制、不同速率测控通信信号进行实时循环存储，缓存器读写不冲突，分发速率可控的数据循环存储与分发的方法。