CCSDS

摘要： 针对未来载人航天器种类、规模及功能多样化的特点,尤其是多航天器构建的复杂大型载人航天器,对现有载人航天器空间数据系统的通用性、可扩展性、兼容性进行分析,提出了1种基于多层1553B总线的多构型、高可靠、可重构、大负载的空间数据系统器载网络架构和1种基于CCSDS的载人航天器空间数据系统协议体系架构.器载网络和协议体系架构可支持载人航天器天地间、器间及器载业务和协议的标准化设计,促进设备及软件的模块化和通用化,增强载人航天器的兼容性及可扩展性,便于支持未来可能的国际合作.

摘要： 天地信息网络融合可以实现空间与地面网络资源的充分共享和高效利用,国内外已提出多种天地一体化信息网络架构并从不同角度进行理论研究和关键技术攻关.面向CCSDS数据系统体制与空间通信协议规范(SCPS),在分析CCSDS协议体系结构及其应用发展基础上,讨论卫星链路应用TCP/IP的问题与关键机制,并综述星地一体化协议IPoC(IP over CCSDS)的技术研发与仿真研究进展.通过分析空间CCSDS协议体系与地面IP网络机制,为天地信息网络融合系统设计与网络协议研究提供参考.

摘要： 针对深空探测任务中对产品小型化及低功耗的需求,各功能间的融合及模块的复用成为深空探测类产品设计中不可或缺的一环.本文提出了一种CCSDS Proximity-1协议下全双工/半双工及单工的融合实现方法,该方法通过将全双工模式、半双工模式及单工模式中的流式处理部分及特定功能部分从主框架中剥离,并进行融合设计,形成通用的VHDL结构;将其余调度控制部分集成在FPGA中的MicroBlaze结构中.通用的VHDL结构意味着资源配置最优,而MicroBlaze结构因其灵活性,可实现对不同模式的灵活切换.本方法将应用到下一代火星探测临近空间链路收发信机中,通过采用仅有1片V5的开发板,实现结果表明,CCSDS Proximity-1协议下的全双工、半双工及单工功能性能正常,且资源的消耗量仅为5%ALMs,6%DSP和8%RAM.

摘要： 提出了一种高速部分并行准循环低密度奇偶校验码(quasi-cyclic low density parity check codes,QC-LDPC)译码器架构和该架构下的2种紧缩性存储策略,采用将多个相邻行的硬判决码字和外信息压缩到一个存储单元、硬判决待输出码字信息紧缩性存储及相对应的高速译码器架构,不仅减少了用于硬判决码字的存储块的数量,而且可以便于一个时钟周期内对多个数据同时进行访问并处理,从而提高了译码器的数据处理吞吐量.通过采用Xilinx XC4VLX160 FPGA实现CCSDS标准中的LDPC译码器验证了文中提出的这种紧缩性存储策略及其高速译码器架构可以有效地利用FPGA资源来实现高速译码器,实现结果显示该译码器在布局布线后时钟频率可以工作在250 MHz,译码器采用14次迭代,对应2 Gb/s的译码吞吐量.

摘要： 深空通信环境下如果选用固定速率进行信息传输,通信质量和系统效率都会受到影响.当通信环境信道质量发生变化时,实时调整通信系统的传输参数,可以保证系统的性能指标如误码率符合要求,使通信系统的效率提高.本文结合邻近空间链路通信协议的要求,以信道估计的信噪比作为衡量信道质量的标准,设计一种符合CCSDS协议标准的码速率自适应传输系统方案.该硬件实现平台以Xilinx Kintex-7 FPGA芯片为核心,实测结果表明在加性高斯白噪声情况下系统可以实时估计0 dB以上信噪比,并且能够实现码速率自适应调整.相比于固定速率传输,码速率自适应传输系统的误码率和吞吐量性能都有提升,可为深空通信系统的设计提供有益参考.

摘要： 多维Turbo码由于具有较高的编码增益和可靠的信息传输性能,在信号衰减较为严重的通信场景下得到了广泛应用,如深空通信中.通过分析多维Turbo码编码器结构,提出了一种基于编码器结构分解的盲识别算法,并对待识别数据通过分流建立识别模型进行降维处理,将其转化为经典Turbo码盲识别问题.最后,在此基础上完成多维Turbo码子编码器参数、交织参数等盲识别分析.结果表明,相关研究成果在智能通信领域和电子对抗领域具有较大的应用价值.

摘要： 为了解决卫星有效载荷种类不断增多和数据传输速率不断提高与卫星数据处理和传输能力不足之间的矛盾,提出了一种满足国际空间数据系统咨询委员会(CCSDS)建议的高级在轨系统(AOS)体制的高速数据复接器设计方案.该方案能够实现高速载荷数据接收合路、NAND flash大容量数据存储控制、数据复接,数据信道低密度奇偶校验编码(LDPC)等功能.设计过程中对电路进行优化,实现了高速并行数据处理和高可靠性目标.通过FPGA的原型验证,本方案设计合理,性能指标能够满足未来卫星载荷数据处理要求.%In order to solve the contradiction between increasing types of satellite payload and increasing data transmission rate and satellite data processing and transmission capacity,A high-speed data multiplexer design scheme for advanced on-orbit system(AOS)system that meets the recommendations of the International Spatial Data Systems Advisory Committee(CCSDS)is proposed. The scheme can realize the functions of high speed load data receiving and combining,NAND flash large capacity data storage control,data multiplexing and data channel low density parity check coding(LDPC).During the design process,the circuit is optimized to achieve high-speed parallel data processing and high reliability targets. Through the FPGA prototype verification,the scheme is designed reasonably and the performance index can meet the future satellite data processing requirements.

摘要： 为满足卫星数传分系统测试任务需求,提出一种通用性、灵活性强的地检测试中频接收机设计方案.采用软件无线电设计思想,设计基于PXIe总线的模块化平台,通过FPGA进行硬件实现,符合CCSDS标准.经过工程实践,所提出的地检测试中频接收机方案已应用于工程型号,并成功执行各阶段测试工作.%In order to meet the task requirement of the integrated ground test for the satellite transmission system,the ground integrated test IF (Intermediate Frequency) receiver with strong generality and flexibility is designed.Based on the modularized platform with PXIe bus to exchange the information and command between the receiver and the monitor,the idea of software radio frequency is adopted to realize muti-mode system in this design,and the algorithm is implemented through FPGA according to the CCSDS standard.The design proposed in the paper has been already applied to some satellite projects,and successfully implement the task of test in each phase of the mission.

摘要： 针对目前如何实现星载软件快速集成和测试的需求,对空间数据系统咨询委员会CCSDS标准SIOS领域中SEDS的概念、应用背景以及国外最先展开应用的现状进行了分析;对星载综合电子系统的分层体系结构以及各层的功能、业务、构件、协议等进行了研究说明;基于该体系结构,给出了SEDS在星载综合电子系统研制过程中的顶层应用设计、以卫星遥测功能为例给出了SEDS的设计实例以及SEDS后续的扩展应用方法;在软件开发阶段、调试测试阶段、单元测试、组装测试以及确认测试阶段以SEDS为输入进行了设计验证,验证结果表明通过部分代码自动生成以及各阶段数据复用,SEDS的应用有助于实现星载接口的标准化并促进星载综合电子系统乃至整个航天器研制周期的缩短.

摘要： 针对超远距离散射链路路径损失大、信噪比极低的问题,研究低码率Turbo码在散射通信中的应用.介绍了散射通信系统结构,对散射信道进行建模,然后对基于CCSDS标准的Turbo码进行研究,并对译码算法进行应用改进.仿真结果表明,在超远距离散射链路中,采用基于CCSDS标准的Turbo码,可以提升系统性能,保证关键指控信息的可靠传输.%Aiming at the large path loss and low SNR of ultra-long distance scattering link,the research on Low Bit Rate Turbo Codes for Scattering Link is carried out.First,the structure of the scattering communication system and the scattering channel model are introduced.Then the turbo codes based on CCSDS standard is studied and the decoding algorithm is improved. Finally,Matlab simulation is carried out,and the results show that the turbo codes based on CCSDS standard can improve the performance of the ultralong distance scattering system and ensure the reliable transmission of the critical command and control information.

摘要： 本文参照空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议，对卫星数传系统中的数字基带信号处理进行了分析与研究，包括数据的编排与解编排、数据加密、数据扰码与解扰以及信道编码等部分。最后考虑实际的系统需要以及模型参数，在visual studio 2005 平台下对数字基带信号处理模型进行了实现。

摘要： 本文参照空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议，对卫星数传系统中的数字基带信号处理进行了分析与研究，包括数据的编排与解编排、数据加密、数据扰码与解扰以及信道编码等部分。最后考虑实际的系统需要以及模型参数，在visual studio 2005 平台下对数字基带信号处理模型进行了实现。

摘要： 本文参照空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议，对卫星数传系统中的数字基带信号处理进行了分析与研究，包括数据的编排与解编排、数据加密、数据扰码与解扰以及信道编码等部分。最后考虑实际的系统需要以及模型参数，在visual studio 2005 平台下对数字基带信号处理模型进行了实现。

摘要： 本文参照空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议，对卫星数传系统中的数字基带信号处理进行了分析与研究，包括数据的编排与解编排、数据加密、数据扰码与解扰以及信道编码等部分。最后考虑实际的系统需要以及模型参数，在visual studio 2005 平台下对数字基带信号处理模型进行了实现。

摘要： 本文参照空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议，对卫星数传系统中的数字基带信号处理进行了分析与研究，包括数据的编排与解编排、数据加密、数据扰码与解扰以及信道编码等部分。最后考虑实际的系统需要以及模型参数，在visual studio 2005 平台下对数字基带信号处理模型进行了实现。

摘要： 本文参照空间数据系统咨询委员会（CCSDS）建议，对卫星数传系统中的数字基带信号处理进行了分析与研究，包括数据的编排与解编排、数据加密、数据扰码与解扰以及信道编码等部分。最后考虑实际的系统需要以及模型参数，在visual studio 2005 平台下对数字基带信号处理模型进行了实现。

摘要： 为了确定CCSDS建议高级在轨系统中CFDP协议在深空通信环境下的适应性,研究了CFDP中四种可靠文件传输协议的传输机理,分别给出了这四种CFDP协议文件传输时延的估算方法及仿真结果。分析了误码率、传输速率、协议数据单元的大小和数量,外部触发事件的触发频率等因素对传输时延的影响,并对它们进行了比较,得到了深空通信中典型应用条件下对误码率的要求,给出了深空通信中四种类型CFDP协议的选取原则,为它在深空通信中的进一步应用和改进提供了参考。

摘要： 为了确定CCSDS建议高级在轨系统中CFDP协议在深空通信环境下的适应性,研究了CFDP中四种可靠文件传输协议的传输机理,分别给出了这四种CFDP协议文件传输时延的估算方法及仿真结果。分析了误码率、传输速率、协议数据单元的大小和数量,外部触发事件的触发频率等因素对传输时延的影响,并对它们进行了比较,得到了深空通信中典型应用条件下对误码率的要求,给出了深空通信中四种类型CFDP协议的选取原则,为它在深空通信中的进一步应用和改进提供了参考。

摘要： 为了确定CCSDS建议高级在轨系统中CFDP协议在深空通信环境下的适应性,研究了CFDP中四种可靠文件传输协议的传输机理,分别给出了这四种CFDP协议文件传输时延的估算方法及仿真结果。分析了误码率、传输速率、协议数据单元的大小和数量,外部触发事件的触发频率等因素对传输时延的影响,并对它们进行了比较,得到了深空通信中典型应用条件下对误码率的要求,给出了深空通信中四种类型CFDP协议的选取原则,为它在深空通信中的进一步应用和改进提供了参考。

摘要： 为了确定CCSDS建议高级在轨系统中CFDP协议在深空通信环境下的适应性,研究了CFDP中四种可靠文件传输协议的传输机理,分别给出了这四种CFDP协议文件传输时延的估算方法及仿真结果。分析了误码率、传输速率、协议数据单元的大小和数量,外部触发事件的触发频率等因素对传输时延的影响,并对它们进行了比较,得到了深空通信中典型应用条件下对误码率的要求,给出了深空通信中四种类型CFDP协议的选取原则,为它在深空通信中的进一步应用和改进提供了参考。

摘要： 本发明涉及空间数据处理的技术领域，提供了一种基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置。包括：前向链路基带处理模块，用于完成前向链路的包括数据缓存、状态监测、帧符合性检测、信道接收处理和数据输出处理在内的基带数据处理功能；返向链路基带处理模块，用于完成返向链路的包括数据缓存、通道复用、数据路由、包解析、业务数据优先级调度、安全处理、流量控制和信道发送处理在内的基带数据处理功能；参数配置及健康遥测模块，用于通过总线完成参数配置和健康遥测管理功能。采用可编程逻辑FPGA设计完成了基于CCSDS规范的空间数据处理节点装置，实现了空间数据的直接传输，节约了协议开销，降低了数据的处理延时。

摘要： 本发明属于空间通信的信道编码技术领域，公开了一种低复杂度七路CCSDS标准近地通信编码器及控制方法，低复杂度七路CCSDS标准近地通信编码器，包括生成矩阵加载单元、延迟单元、编码处理单元、数据选择单元和数据整形单元；编码信息位输入后，将信息位分别触发生成矩阵加载单元及延迟单元进行编码预处理操作；加载好生成矩阵延迟的信息位送给编码处理单元进行分块编码操作；在数据选择单元的控制下，输出延迟后的信息位和编码后的校验位得到编码块；七路编码块经数据整形单元转化成八路编码块，得到最终用于传输的八路编码块。本发明使用并行计算的思想，增加少量的硬件资源消耗，换取编码器吞吐量的大幅度提升，适合于硬件实现。

摘要： 本发明涉及一种基于CCSDS Proximity‑1协议的全双工半双工无缝自适应切换系统，属于深空探测中继通信领域；包括综合电子单元、等待响应模块、呼叫阶段无缝切换模块、业务阶段通信模块、业务阶段无缝切换模块、半双工参数自适应调整模块和全双工参数自适应调整模块。采用本发明实现了在深空探测器功率资源调度时间内，无论当前状态在协议的任何分支下，均可以实现全双工模式和半双工模式的无缝切换，并按当前场景自适应调节通信参数，解决了CCSDS Proximity‑1协议中全双工/半双工模式切换时造成的通信中断、重连和通信参数不匹配造成的丢帧及通信吞吐量降低的问题，使得在探测器功率调度时间内前返向无误传输的同时达到最大的通信吞吐量。

摘要： 本发明公开了一种CCSDS AOS协议数据实时处理系统，基于集中式调度、分布式并行处理架构对协议数据进行实时处理。包括：调度决策模块，用于搜集实时处理作业、分配硬件处理资源、发送“处理模块启动或终止”指令；和调度执行模块，依据调度决策模块发送的指令，执行“处理模块启动或终止”任务；和分布式并行处理模块，用于实施包括传输帧、源包、用户帧格式处理与质量检测、工程数据物理量反演、探测数据解压缩与图像彩色复原、处理结果分发与入库任务；和数据处理状态监视模块，用于监视处理模块的运行状态、处理统计、处理日志。该系统处理性能优于300Mbps。

摘要： 本发明公开了一种基于CCSDS 123.0‑B‑1的4D图像数据无损压缩方法，本发明的预测阶段不仅利用了光谱维度间的数据相关性，还充分利用了第四个维度的冗余信息，可以最大限度的去除数据冗余，得到更为准确的预测结果，实现更好的压缩性能。本发明中的所有运算均为整数运算，可便于硬件实现。本发明所提出的压缩方法主要包括预测和编码两个部分，输入为四维整数数据，预测部分会计算得到各个像素点的预测值，再将预测值与真实像素值的差映射到一个整数，即为映射预测残差，编码部分对这个映射预测残差进行无损编码，最后输出一串压缩比特流，即为压缩图像，本发明能够在实现较低压缩率的同时从压缩图像中完全无损的恢复出原始图像。

摘要： 本发明提供一种CCSDS标准下基于FPGA的图像高速解压缩系统及方法，首先对输入的压缩码流进行Golomb解码，同时计算待重建像素值所在的区域标志信号、谱段标志信号。进一步计算出局部差向量，得到待重建像素的预测值。通过解码后的误差值与待重建像素的预测值得到像素的重建值，实现图像数据的解压过程。本发明在FPGA上以全流水线的结构实现了CCSDS120.2‑G‑1标准的无损数据解压，输入数据位宽最大可达12bit，数据处理速度可达70Msamples/s，和现有采用CPU进行解压缩的技术相比，该系统处理速度更快，功耗更小，可以应用于地质勘探、农业研究和星载遥感图像研究等领域的高光谱图像解压，特别适用于卫星或者空间站的高光谱图像数据的实时解压缩。

摘要： 本发明公开了一种基于CCSDS源包体制的遥测数据多路并行处理系统及方法，能够解决航天器不同舱器遥测数据处理链条过长以及同一舱器遥测源包数据并行处理能力不足的技术问题。采用系统包括数据接收模块、数据缓存组件、源包拼接模块、数据处理进程模块及数据发布模块。所述数据接收模块用于接收航天器的待处理遥测数据；所述数据缓存组件包括多个数据缓存模块；所述源包拼接模块用于将相同舱器标识及通道标识的残余数据及所述原始VCDU数据进行拼接处理；所述数据处理进程模块用于管理包括多个进程组，每个遥测源包仅能被一个进程获取并处理，在获取遥测源包后，进程计算遥测参数的工程值；所述数据发布模块用于获取并发布参数的工程值。

摘要： 一种基于CCSDS的1553B内存动态分配方法，针对传统被动内存管理方法存在的设计效率低、故障管理手段匮乏、在轨维护手段匮乏的问题，通过对CCSDS协议格式通用配置和1553B各子地址的复用配置，并对打包内容进行快速定制拼接发送，实现对本周期的各服务类型对应的消息按照协议约定进行组桢，能够对任意遥测子包通过遥测表配置快速排列组合放入指定的子地址中，解决了CCSDS协议下各型号遥测包打包和协议细节深度耦合，遥测打包效率低下的问题，具有通用化的优点。

摘要： 本发明提供一种CCSDS标准下基于FPGA的图像高速压缩方法及系统，首先提取光谱图像数据中的像素值，并生成各像素值所在的区域标志信号、谱段标志信号，采用向前预测的方式，根据比较标志位以及中心局部差的预测值预测每个像素的权向量，得到像素真实值与预测值之间的误差值，然后将所有误差值通过Golomb‑Rice编码的方式进行编码，实现图像数据的无损压缩；本发明通过对CCSDS120.2‑G‑1标准的无损数据压缩算法进行分析，针对算法本身反馈回路的特点，采用向前预测方式，同时减少了关键路径内的计算量，实现了硬件的全流水线结构，可以应用于地质勘探、农业研究和星载遥感图像研究等领域的高光谱图像压缩，特别适用于卫星或者空间站的高光谱图像数据的实时压缩。

摘要： 本发明公开了一种提高IP over CCSDS传输效率的方法，包括：在IP over CCSDS协议转换设备的网络接口处按照实时数据和延时数据对星上网络数据进行分包；将网络固存集成在IP over CCSDS协议转换设备中，并针对网络延时数据增加开辟大容量延时IP缓存；在网络固存与大容量延时IP缓存间使用LVDS接口进行匀速IP数据传输，并使用专用直连通道实时反馈当前IP缓存列队状态；网络固存根据当前IP缓存列队状态对LVDS传输速率进行快速、平滑调整。本方法基于在IP over CCSDS协议转换设备中进行网络分包和大容量固存集成，将外部延时网络数据的波动、突发传输转换为设备内部LVDS接口IP匀速传输，结合输出接口的优先级调度，既保证了关键数据传输的实时性，又大大提高了IP over CCSDS传输效率。