火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统及方法，包括：火星环绕器器间通信测试子系统、器间信道衰减模拟子系统及着陆巡视器器间通信测试子系统；火星环绕器器间通信测试子系统包括被测环绕器器间通信机、环绕器器间通信机地检设备及环绕器综电分系统测控模拟源；器间信道衰减模拟子系统包括功分器、频谱监测设备、噪声发生器、大功率固定衰减器、手动可调衰减器、环形器、程控可调衰减器及器间通信信道模拟软件；着陆巡视器器间通信测试子系统包括着陆巡视器器间通信机、着陆巡视器器间通信机地检设备及着陆巡视器数管分系统测控模拟源。本发明专利技术在火星探测器地面研制阶段验证火星环绕器器间通信机自主码率切换功能的正确性。率切换功能的正确性。率切换功能的正确性。

【技术实现步骤摘要】
火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统及方法


[0001]本专利技术涉及航天器测试
，具体地，涉及一种火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统及方法。

技术介绍

[0002]在火星探测任务中，火星环绕器环绕火星飞行，着陆巡视器在火表巡视探测，火星环绕器除了执行空间探测任务外，还承担对着陆巡视器数据的中继转发任务，在火星环绕器环火飞行进入两器通信窗口后，能够通过器器之间前向信道向着陆巡视器转发深空地面站发送的着陆巡视器指令数据，并通过器器之间返向信道接收着陆巡视器发送的器务数据和火表探测数据。在两器通信窗口内，火星环绕器和着陆巡视器的通信距离变化大，最远通信距离和最近通信距离的自由空间衰减变化在15dB以上，为提高中继信道的吞吐量，火星环绕器设计了自适应返向码速率切换功能，当火星环绕器靠近着陆巡视器时，环绕器器间通信机根据信道质量逐档自主切换高码率，当火星环绕器远离着陆巡视器时，环绕器器间通信机根据信道质量逐档自主切换低码率。以往的航天器测试技术没有满足火星环绕器器间通信机自主码率切换功能的测试系统和方法。
[0003]公开号为CN107040486B的专利技术专利，公开了一种任意码速率自适应的QPSK解调系统及方法，包括数据采集模块、最佳采样率选择模块、滤波系数生成模块、自适应Costas环模块、重采样模块和位同步判决输出模块，数据采集模块和最佳采样率选择模块形成闭环结构；实现方法包括：以最高采样速率采样模拟调制信号得到高速数字信号；估计该高速数字信号的码速率；计算最佳采样频率；以最佳采样频率采样模拟调制信号得到低速数字信号；对该低速数字信号进行数字下变频和低通滤波；对滤波后信号进行整数倍抽取；对抽取后信号进行位同步，最后判决输出得到原始码元。
[0004]公开号为CN108988930B的专利技术专利，公开了一种卫星激光通信子系统通信速率自适应控制方法及系统，包括地面脉冲光发射模块、背向光探测模块、数据处理与反馈模块；所述地面脉冲光发射模块包括脉冲激光发射器和掺铒光纤放大器，此路为非信号光，仅作为测试光路，以探测大气损耗；所述背向光探测模块包括探测器和数据采集卡，发射的激光脉冲在自由信道传输时，探测器将探测到发出的脉冲光的背向散射光，并由数据采集卡实时采集探测器探测得的背向散射光的功率；数据处理与反馈模块为计算机。
[0005]公开号为CN109547090A的专利技术专利，公开了一种自适应调整卫星中继数据传输通信速率的方法，在飞行器飞行过程，中继终端波束指向计算模块实时解算出相控阵天线的指向α角和天线指向β角并送入数据查找模块，数据查找模块利用相控阵天线指向α角和天线指向β角作为查找地址，从中继终端的存储器中实时查找获取相控阵天线的实际有效全向辐射功率EIRP，并将天线实际EIRP送入门限比较判据模块，依据天线指向α角和天线指向β角来完成对相控阵天线实际EIRP及链路状况的判断，完成对相控阵天线实际EIRP及链路状况的判断，再依据链路状况完成通信速率的自适应调整。
[0006]以上专利均是近地卫星自适应速率的功能设计系统或方法，不具备对火星环绕器
器间通信机自主码率切换功能的测试功能。目前没有发现其他类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内外其他类似的资料。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统及方法。
[0008]根据本专利技术提供的一种火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统及方法，所述方案如下：
[0009]第一方面，提供了一种火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，所述系统包括：
[0010]火星环绕器器间通信测试子系统、器间信道衰减模拟子系统及着陆巡视器器间通信测试子系统；
[0011]火星环绕器器间通信测试子系统包括被测环绕器器间通信机、环绕器器间通信机地检设备及环绕器综电分系统测控模拟源；
[0012]器间信道衰减模拟子系统包括功分器、频谱监测设备、噪声发生器、大功率固定衰减器、手动可调衰减器、环形器、程控可调衰减器及器间通信信道模拟软件；
[0013]着陆巡视器器间通信测试子系统包括着陆巡视器器间通信机、着陆巡视器器间通信机地检设备及着陆巡视器数管分系统测控模拟源；
[0014]其中，火星环绕器器间通信测试子系统、器间信道衰减模拟子系统及着陆巡视器器间通信测试子系统彼此之间进行信号通信。
[0015]优选的，所述火星环绕器器间通信测试子系统中，环绕器器间通信机地检设备通过低频电缆与被测环绕器器间通信机互连，为被测环绕器器间通信机提供供电，向被测环绕器器间通信机发送控制指令，并采集被测环绕器器间通信机的工作状态遥测；环绕器综电分系统测控模拟源通过低频电缆与被测环绕器器间通信机互连，模拟环绕器综电分系统向被测环绕器器间通信机发送着陆巡视器遥控指令，经被测环绕器器间通信机和器间信道衰减模拟子系统向着陆巡视器转发，以及接收被测环绕器器间通信机解调输出的着陆巡视器返向遥测数据。
[0016]优选的，所述器间信道衰减模拟子系统中功分器的入口端通过高频电缆与噪声发生器互连，两个出口端分别通过两根长度相同、插损性能一致的高频电缆与被测环绕器器间通信机和频谱监测设备互连，将入口端收到的器间返向信号分成功率相同的两路信号，分别发送给被测环绕器器间通信机和频谱监测设备；
[0017]噪声发生器用于生成高斯白噪声，对经过的返向链路信号施加噪声；
[0018]频谱监测设备接收到的器间返向信号与被测环绕器器间通信机相同，辅助监测被测环绕器器间通信机接收到的信号频谱特性；
[0019]大功率固定衰减器对经过的射频信号进行功率衰减，衰减值不能调节；
[0020]手动可调衰减器对经过的射频信号功率衰减，衰减值进行步进1dB的调节；
[0021]环形器用于实现被测环绕器器间通信机双端口信号与着陆巡视器器间通信机单端口信号之间的适配；
[0022]程控可调衰减器在器间通信信道模拟软件的控制下，实现对器间通信信号的可调
衰减；
[0023]器间通信信道模拟软件用于控制程控可调衰减器，进行衰减值的设置。
[0024]优选的，所述着陆巡视器器间通信测试子系统中着陆巡视器器间通信机地检设备通过低频电缆与着陆巡视器器间通信机互连，为着陆巡视器器间通信机提供供电，向着陆巡视器器间通信机发送控制指令，并采集着陆巡视器器间通信机的遥测状态；
[0025]着陆巡视器数管分系统测控模拟源通过低频电缆与着陆巡视器器间通信机互连，模拟着陆巡视器数管分系统向器间通信机发送器务遥测数据，经器间通信机和器间信道衰减模拟子系统向环绕器器间通信机转发，以及接收着陆巡视器器间通信机解调出的前向遥控数据。
[0026]优选的，所述被测环绕器器间通信机在与着陆巡视器器间通信机进行前向信号和返向信号的通信时，通信码速率多档可调，在双向通信链路建立后，环绕器器间通信机能够检测接收的返向信号信噪比，根据信号信噪比自主切换环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，其特征在于，包括：火星环绕器器间通信测试子系统、器间信道衰减模拟子系统及着陆巡视器器间通信测试子系统；火星环绕器器间通信测试子系统包括被测环绕器器间通信机、环绕器器间通信机地检设备及环绕器综电分系统测控模拟源；器间信道衰减模拟子系统包括功分器、频谱监测设备、噪声发生器、大功率固定衰减器、手动可调衰减器、环形器、程控可调衰减器及器间通信信道模拟软件；着陆巡视器器间通信测试子系统包括着陆巡视器器间通信机、着陆巡视器器间通信机地检设备及着陆巡视器数管分系统测控模拟源；其中，火星环绕器器间通信测试子系统、器间信道衰减模拟子系统及着陆巡视器器间通信测试子系统彼此之间进行信号通信。2.根据权利要求1所述的火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，其特征在于，所述火星环绕器器间通信测试子系统中，环绕器器间通信机地检设备通过低频电缆与被测环绕器器间通信机互连，为被测环绕器器间通信机提供供电，向被测环绕器器间通信机发送控制指令，并采集被测环绕器器间通信机的工作状态遥测；环绕器综电分系统测控模拟源通过低频电缆与被测环绕器器间通信机互连，模拟环绕器综电分系统向被测环绕器器间通信机发送着陆巡视器遥控指令，经被测环绕器器间通信机和器间信道衰减模拟子系统向着陆巡视器转发，以及接收被测环绕器器间通信机解调输出的着陆巡视器返向遥测数据。3.根据权利要求2所述的火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，其特征在于，所述器间信道衰减模拟子系统中功分器的入口端通过高频电缆与噪声发生器互连，两个出口端分别通过两根长度相同、插损性能一致的高频电缆与被测环绕器器间通信机和频谱监测设备互连，将入口端收到的器间返向信号分成功率相同的两路信号，分别发送给被测环绕器器间通信机和频谱监测设备；噪声发生器用于生成高斯白噪声，对经过的返向链路信号施加噪声；频谱监测设备接收到的器间返向信号与被测环绕器器间通信机相同，辅助监测被测环绕器器间通信机接收到的信号频谱特性；大功率固定衰减器对经过的射频信号进行功率衰减，衰减值不能调节；手动可调衰减器对经过的射频信号功率衰减，衰减值进行步进1dB的调节；环形器用于实现被测环绕器器间通信机双端口信号与着陆巡视器器间通信机单端口信号之间的适配；程控可调衰减器在器间通信信道模拟软件的控制下，实现对器间通信信号的可调衰减；器间通信信道模拟软件用于控制程控可调衰减器，进行衰减值的设置。4.根据权利要求3所述的火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，其特征在于，所述着陆巡视器器间通信测试子系统中着陆巡视器器间通信机地检设备通过低频电缆与着陆巡视器器间通信机互连，为着陆巡视器器间通信机提供供电，向着陆巡视器器间通信机发送控制指令，并采集着陆巡视器器间通信机的遥测状态；着陆巡视器数管分系统测控模拟源通过低频电缆与着陆巡视器器间通信机互连，模拟着陆巡视器数管分系统向器间通信机发送器务遥测数据，经器间通信机和器间信道衰减模
拟子系统向环绕器器间通信机转发，以及接收着陆巡视器器间通信机解调出的前向遥控数据。5.根据权利要求4所述的火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，其特征在于，所述被测环绕器器间通信机在与着陆巡视器器间通信机进行前向信号和返向信号的通信时，通信码速率多档可调，在双向通信链路建立后，环绕器器间通信机能够检测接收的返向信号信噪比，根据信号信噪比自主切换环绕器器间通信机与着陆巡视器器间通信机之间的返向通信码速率，使返向通信码速率切换至信道状态能承受的多档码速率中的最高速率。6.根据权利要求1所述的火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，其特征在于，所述器间信道衰减模拟子系统的器间通信信道模拟软件运行于工控机上，通过千兆网络与程控可调衰减器建立通信，设置程控可调衰减器的衰减值。7.根据权利要求1所述的火星环绕器器间通信机自主码率切换功能测试系统，其特征在于，所述火星环绕器器间通信测试子系统与着陆巡视器器间通信测试子系统之间的信息传输包括前向遥控信息传输和返向遥测信息传输；其中前向遥控信息的传输流程为：环绕器综电分系统测控模拟源生成前向遥控数据帧，发送给被测环绕器器间通信机，被测环绕器器间通信机将遥控数据帧进行调制后通过射频发送端口发出前向遥...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪栋硕，王森，王民建，牛俊坡，褚英志，印兴峰，
申请(专利权)人：上海卫星工程研究所，
类型：发明
国别省市：