一种小卫星分包遥控指令纠错方法技术

本发明专利技术提供了一种小卫星分包遥控指令纠错方法，包括如下步骤：S1、对接收到的遥控帧进行CRC校验，S2、若r(x)≠0且权值w(r(x))≤t，单比特错误计数加1；S3、若r(x)≠0且权值w(r(x))>t，对帧数据域内的所有遥控包进行累加和校验，若存在某遥控包累加和校验错误，进入S4，若帧数据域所有遥控包累加和均正确，进入S5；S4、在出错包区域进行误码搜索，若r(x)与某错误图样对应的剩余多项式相等，发现误码位置，否则，多比特错误标志置位；S5、对遥控帧主导头进行格式检查，若检查发现错误得到误码位置，否则多比特错误标志置位。本发明专利技术解决了不改变原分包遥控帧结构且不需要存储大量的错误图样对应的剩余多项式的情况下，实现分包遥控指令检错纠错的问题。错纠错的问题。错纠错的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种小卫星分包遥控指令纠错方法


[0001]本专利技术属于小卫星分包遥控指令检错
，具体涉及一种小卫星分包遥控指令纠错方法。

技术介绍

[0002]遥控指令的正确执行是小卫星完成在轨任务的基础，通常使用检错编码对遥控帧的正确性进行检查。目前小卫星遥控帧通常使用循环冗余校验码CRC作为检错编码：星务中心计算机接收到遥控指令后，使用CRC对收到的指令进行校验，若校验错误将该遥控指令直接丢弃，这对卫星通常的任务不会造成太大影响，但在卫星紧急抢救时可能由于关键指令发生误码被直接丢弃，延误了最好时机，从而造成重大损失。
[0003]循环冗余校验码作为一种高性能、低复杂度的检错编码广泛应用于数据通信系统，检错性能是CRC码的主要评价指标，对于CRC码的检错能力和构造方法已经进行了广泛的理论研究和验证。CRC码除具有检错功能外，也具有一定纠错能力，文献1将无线传输的CRC码的应用扩展到纠错用途，提出了一种使用16位的CRC
‑
CCITT纠正数据中的1bit错误的方法。文献2提出了一种使用24位CRC纠正导航电文错误的方法。
[0004]使用CRC纠错最关键一点是确定误码位置，目前最常用的是查表法，根据CRC的性质，接收端的剩余多项式r(x)仅与错误多项式e(x)相关，与信息多项式无关，因此N种1bit错误模式一一对应N种r(x)，通过对r(x)的查表搜索可以确定1bit错误发生的位置，但查表法需要预先存储错误图样对应的剩余多项式，对于码长较长的情况，将造成映射表格过大，不易实现的问题。例如遥控帧长度为256字节时，该映射表长度为2048，遥控帧长度为512字节时，映射表长度为4096，会占用卫星上大量的存储空间，而且映射表如果在SRAM中存储也会有被单粒子打翻的危险。

技术实现思路

[0005]本专利技术所解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种小卫星遥控数据纠错方法，用于对小卫星分包遥控指令检错和纠错，克服空间传播误码发生；解决了不改变原分包遥控帧结构且不需要存储大量的错误图样对应的剩余多项式的情况下，实现分包遥控指令检错纠错的问题。
[0006]本专利技术的技术解决方案是：一种小卫星分包遥控指令纠错方法，遥控指令采用循环码进行编码，遥控指令包括帧主导头、帧数据域和差错控制域，帧数据域包括多个遥控包，遥控包采用累加和校验方式；包括如下步骤：
[0007]S1、对接收到的遥控帧进行CRC校验：计算接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)，若r(x)＝0，没有误码，退出；否则，遥控帧存在误码，进入步骤S2；
[0008]S2、若r(x)≠0且权值w(r(x))≤t，则误码发生在遥控帧的差错控制域，单比特错误计数加1，退出；否则，进入步骤S3，其中，t为循环码纠错位数；
[0009]S3、若r(x)≠0且权值w(r(x))＞t，对帧数据域内的所有遥控包进行累加和校验，
若存在某遥控包累加和校验错误，进入步骤S4，若帧数据域所有遥控包累加和均正确，则认为帧主导头出现错误，进入步骤S5；
[0010]S4、在累加和校验出错的遥控包区域，计算错误图样对应的剩余多项式并与接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)比较，若发现r(x)与某错误图样对应的剩余多项式相等，发现误码位置，纠错后退出，否则，认为发生了多比特错误；
[0011]S5、对帧主导头按照约定格式进行格式检查，若检查发现错误得到误码位置，纠错后退出；否则，认为发生了多比特错误。
[0012]进一步的，计算接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)，具体为：
[0013]r(x)＝(B(x))mod g(x)
[0014]其中，B(x)表示接收到遥控帧对应的码多项式，mod表示取余操作；g(x)表示生成多项式。
[0015]进一步的，权值w(r(x))取值为“接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)”中非零系数的个数。
[0016]进一步的，S4所述的错误图样为：在出现误码的遥控包内，以此遥控包路序范围内的值为指数，得到的x的单项式，包括x
M
，x
M+1
，
……
x
N
；其中，[M，N]为出现误码的遥控包的路序范围；
[0017]遥控包的路序范围是指：遥控包包含的数据位在遥控指令中所处的序号范围，0＜M＜N＜n，n为遥控指令长度。
[0018]进一步的，计算错误图样对应的剩余多项式并与接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x))比较，具体为：
[0019]首先计算
[0020]r
M
(x)＝(x
M
)modg(x)
[0021]其中，x
M
表示误码出现在路序M位置时的错误图样，r
M
(x)表示误码出现在路序M位置时错误图样对应的剩余多项式；
[0022]若存在r
M
(x)＝r(x)，认为误码发生在路序M对应的数据位，否则，遍历路序j，路序j的取值范围是M+1≤j≤N，按下式迭代计算遥控包路序范围内可能与误码位置对应的剩余多项式，并和r(x)比较是否相等；
[0023]r
j
(x)＝(xr
j
‑1(x))modg(x)
[0024]若对于某个路序j，r
j
(x)＝r(x)成立，则在路序j对应的数据位发生误码；若在该遥控包路序范围遍历完成，均不能使r
j
(x)＝r(x)成立，说明该遥控包内发生了多比特错误。
[0025]进一步的，帧主导头包括版本号、通过标志、控制命令标志、航天器识别字、虚拟信道识别字、传送帧长度、帧序列序号。
[0026]进一步的，版本号、通过标志、控制命令标志、航天器识别字、虚拟信道识别字、帧序列序号均为设定的固定字，在步骤S5中，若当前进行格式检查的内容与对应的固定字不一致时，发现误码位置，并将误码位置处的内容修正为设定的内容，完成纠错。
[0027]进一步的，在步骤S5中，格式检查还包括：收到遥控指令后，计算帧数据域和差错控制域的总字节数，若当前进行格式检查的传送帧长度与计算出的所述总字节数不一致，发现误码位置，并将误码位置处的内容按照计算出的所述总字节数修正，完成纠错。
[0028]本专利技术与现有技术相比有益效果为：
[0029](1)、本专利技术由于采用将接收到的剩余多项式与利用循环码特点得到的所有可能错误图样对应的剩余多项式进行比较，从而确定在循环码纠错位数约束下(如1bit)的误码发生位置，可以增加普通分包遥控指令的1bit纠错能力，普通分包遥控指令通常只使用CRC检错，发现错误该指令丢弃，不具备纠错能力。
[0030](2)、本专利技术通过CRC纠错不改变原分包遥控的帧结构，便于本专利技术方法在现有使用CRC的遥控指令方案的实施。
[0031](3)、本专利技术实现纠错不需要存储大量的错误图样，首先通过包累加和及帧主导头格式定义确定出错本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小卫星分包遥控指令纠错方法，遥控指令采用循环码进行编码，遥控指令包括帧主导头、帧数据域和差错控制域，帧数据域包括多个遥控包，遥控包采用累加和校验方式；其特征在于包括如下步骤：S1、对接收到的遥控帧进行CRC校验：计算接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)，若r(x)＝0，没有误码，退出；否则，遥控帧存在误码，进入步骤S2；S2、若r(x)≠0且权值w(r(x))≤t，则误码发生在遥控帧的差错控制域，单比特错误计数加1，退出；否则，进入步骤S3，其中，t为循环码纠错位数；S3、若r(x)≠0且权值w(r(x))＞t，对帧数据域内的所有遥控包进行累加和校验，若存在某遥控包累加和校验错误，进入步骤S4，若帧数据域所有遥控包累加和均正确，则认为帧主导头出现错误，进入步骤S5；S4、在累加和校验出错的遥控包区域，计算错误图样对应的剩余多项式并与接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)比较，若发现r(x)与某错误图样对应的剩余多项式相等，发现误码位置，纠错后退出，否则，认为发生了多比特错误；S5、对帧主导头按照约定格式进行格式检查，若检查发现错误得到误码位置，纠错后退出；否则，认为发生了多比特错误。2.根据权利要求1所述的一种小卫星分包遥控指令纠错方法，其特征在于，计算接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)，具体为：r(x)＝(B(x))mod g(x)其中，B(x)表示接收到遥控帧对应的码多项式，mod表示取余操作；g(x)表示生成多项式。3.根据权利要求1所述的一种小卫星分包遥控指令纠错方法，其特征在于，权值w(r(x))取值为“接收到遥控帧对应的剩余多项式r(x)”中非零系数的个数。4.根据权利要求1所述的一种小卫星分包遥控指令纠错方法，其特征在于，S4所述的错误图样为：在出现误码的遥控包内，以此遥控包路序范围内的值为指数，得到的x的单项式，包括x
M
，x
M+1
，
……
x
N
；其中，[M，N]为出现误码的遥控包的路序范围；遥控包的路序范围是指：遥控包包含的数据位在...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕达，李晓，李国军，熊浩伦，李超，田帅虎，
申请(专利权)人：航天东方红卫星有限公司，
类型：发明
国别省市：