一种基于ＡＯＳ编码的数据传输方法技术

一种基于ＡＯＳ编码的数据传输方法，基于ＣＣＳＤＳ建议的ＡＯＳ格式编排设计标准，将ＡＯＳ格式编排的ＶＣＤＵ数据区进行可分段使用的设计，并编写成ＶＨＤＬ硬件逻辑描述语言，下载到可编程器件ＦＰＧＡ中，由ＦＰＧＡ及ＦＩＦＯ等硬件实现对ＳＡＲ数据流的ＡＯＳ格式编排处理和输出的技术方案。本发明专利技术采用对ＶＣＤＵ数据单元区分段的方法，在处理当前ＡＯＳ格式编排帧时，由于输入数据的逆程时间短而提前出现新的正程数据的情况，格式编排的尾部有效数据区可以继续将其写入，提高了此帧的有效数据传输效率，大量减少了数据不满帧现象，尤其适合前后输入数据的正程、逆程大范围变化的情况；本发明专利技术有效抑制ＡＯＳ格式编排帧内填充有效数据的不满帧现象，保证ＡＯＳ格式编排效率，使得数据处理速度始终工作在较平稳状态；本发明专利技术可适应输入数据正程、逆程的任意变化，防止格式编排出错。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数据传输方法，特别是涉及一种基于AOS编码的数据传输方法， 属于通信

技术介绍
对于含有正程、逆程的载荷输入格式数据，其正程、逆程时间长度可大范围连续变 化。正程数据是有效数据，逆程数据为无效数据。如完全按照CCSDS建议的AOS (Advanced Orbiting Systems)格式编码设计标准，VCDU数据单元区不分段使用，而该数据单元区的长 度只能针对一种输入数据的正程数据时间长度设计为能整除的形式；当有正程、逆程时间 大范围交替变化时，由于不能全部整除而频繁出现AOS传输格式中数据填充不满帧现象， 这种现象说明了由于按固定数据长度设定的AOS帧只对个别整除的正程数据区块的传输 效率高，对不能整除的正程数据区块的传输效率下降严重，当传输效率下降到临界状态时， 会使前后帧编排出现时隙紧张，导致丢数或错打格式等故障。 为解决此类数据传输的技术瓶颈，需要AOS格式编排的设计考虑对其适应性的要 求，由此提出了一种将AOS格式编排的VCDU数据的可分段使用设计方法，可以很好的解决 AOS格式编排的效率下降问题。 目前没有发现与本专利技术类似相关技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的 资料。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种VCDU数据单元区分段 的基于AOS编码的数据传输方法。 本专利技术的技术解决方案是一种基于AOS编码的数据传输方法，通过以下步骤实 现 第一步，在FPGA中按照工作时钟频率连续生成AOS格式编排数据帧，AOS格式编 排数据帧的格式为同步字、版本号、VCDU标识符、VCDU计数器、虚拟信道数据、信号域、VCDU 插入区、BPDU导头、VCDU数据单元区和VCDU差错控制域，其中VCDU数据单元区分为La、Lb 和L-La-Lb数据区块，BPDU导头中定义变量la和lb ; 第二步，FPGA接收外部输入数据并将数据存入数据缓存器FIFO中，同时记录存入 的数据量； 第三步，FPGA从FIFO中读出数据，并将数据填充到第一步生成的AOS格式编排数 据帧内组帧； (l)FPGA根据当前的FIFO的空/非空状态将数据写入到AOS格式编排程序中的 VCDU数据单元区不同的数据区块中，若当前FIFO为非空，则进行(2)，若当前FIF0的状态 为空，则进行(5); (2) FPGA从FIFO读出的正程数据，填充到VCDU数据单元区的La数据区块中，同时BPDU导头中的变量la记录填充的数据量，若la纪录的数据量满L字节长度后，则进入 (7)，如果正程数据填充完，la纪录的数据量不满L字节长度，则进入(3) ， L为VCDU数据单 元区按字节计算的长度； (3)正程数据结束，逆程开始，后续时间写无效数据到VCDU数据单元区的Lb数据 区块中，同时变量lb记录填充的数据量，当la+lb满足L字节长度后，则进行(7)，若la+lb 不满L字节长度，则进入(4); (4)逆程数据结束，新的正程开始，后续时间写新的正程数据到VCDU数据单元区 的L-La-Lb数据区块中，同时从L-la-lb减计数，直到为O，进入(7); (5)FPGA将当前逆程数据填入VCDU数据单元区的Lb数据区块中，同时变量lb记 录填充的数据量，若lb纪录的数据量满足L字节长度后，则进入(7)，若lb纪录的数据量不 满足L时，则进入(6); (6)逆程数据结束，正程开始，后续时间写正程数据到VCDU数据单元区的L-La-Lb 数据区块中，同时开始从L-la-lb减计数，直到为O，进入(7); (7)A0S帧格式填充数据完成，并形成差错控制域数据，一帧数据组帧完成； 第四步，将按照AOS格式编排组帧的数据传输到后续设备。 所述的VCDU数据单元区按字节计算的长度L《1800。 本专利技术与现有技术相比有益效果为 (1)本专利技术采用对VCDU数据单元区分段的方法，在处理当前AOS格式编排帧时，由 于输入数据的逆程时间短而提前出现新的正程数据的情况，格式编排的尾部有效数据区可 以继续将其写入，提高了此帧的有效数据传输效率，大量减少了数据不满帧现象，尤其适合 前后输入数据的正程、逆程大范围变化的情况； (2)本专利技术有效抑制AOS格式编排帧内填充有效数据的不满帧现象，保证AOS格式 编排效率，使得数据处理速度始终工作在较平稳状态； (3)本专利技术可适应输入数据正程、逆程的任意变化，防止格式编排出错。 附图说明 图1为本专利技术流程框图； 图2为本专利技术VCDU数据单元区分段示意图； 图3为本专利技术按照AOS格式编排数据帧组帧流程图。具体实施例方式基于CCSDS建议的AOS格式编排设计标准，将AOS格式编排的VCDU数据区进行可 分段使用的设计，并编写成VHDL硬件逻辑描述语言，下载到可编程器件FPGA中，由FPGA及 FIFO等硬件实现对SAR数据流的AOS格式编排处理和输出的技术方案。 为适应正程、逆程时间长度可大范围连续变化的输入载荷数据的传输要求，AOS格 式编排需要将其分解打包传输，AOS打包格式符合CCSDS (TheConsultative Committee for Space Data Systems)通用技术标准的要求。 本专利技术对VCDU数据单元区(有效载荷数据传输区)进行了设计改进，使得AOS格 式编排能够完全的适应有效载荷数据正程、逆程的大范围任意连续变化。4 VCDU数据区分三段使用并将标识填充在AOS格式的辅助数据内， 一同下传到地面用于恢复处理。三段数据包含前段有效数据区La、中段无效数据区Lb、后段有效数据区L-La-Lb。此三段区域长度随输入数据情况变化而动态变化。 基于AOS编码的数据传输方法，如图l所示，包括如下步骤。 1、在FPGA中按照工作时钟频率连续生成AOS格式编排程序。 AOS格式编排程序格式如表1所示，包括同步字、版本号、VCDU标识符、VCDU计数 器、虚拟信道数据、信号域、VCDU插入区、BPDU导头、VCDU数据单元区和VCDU差错控制域， 其中VCDU数据单元区分为La、 Lb和L-La-Lb数据区块，BPDU导头中定义变量la和lb。 表1 单位bit<table>table see original document page 5</column></row><table> 格式的单位为bit，但AOS格式实际按字节操作，因此VCDU数据区按字节计算的长 度L最大为1800，此数值可根据任务的需要进行调整。 同步字、版本号、VCDU标识符、VCDU计数器、虚拟信道数据、信号域、VCDU插入区同要传输数据的任务密切相关，根据任务不同自定义。其中VCDU标识符是对任务名称的定义，VCDU计数器记录数据帧形成的数量，虚拟信道数据是用来保存提示信息的，信号域表示数据传输的工作状态(直传、密传或明传)，VCDU插入区中的导头差错控制是RS纠错编码，辅助数据插入区是与任务密切相关的提示信息。同步字、版本号、VCDU标识符、VCDU计数器、虚拟信道数据、信号域、VCDU插入区与本专利技术的内容并不直接相关。例如 同步头1ACFFC1D 版本号Ol VCDU标识符 航天器标识符 虚拟信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＡＯＳ编码的数据传输方法，其特征在于通过以下步骤实现：第一步，在ＦＰＧＡ中按照工作时钟频率连续生成ＡＯＳ格式编排数据帧，ＡＯＳ格式编排数据帧的格式为同步字、版本号、ＶＣＤＵ标识符、ＶＣＤＵ计数器、虚拟信道数据、信号域、ＶＣＤＵ插入区、ＢＰＤＵ导头、ＶＣＤＵ数据单元区和ＶＣＤＵ差错控制域，其中ＶＣＤＵ数据单元区分为Ｌａ、Ｌｂ和Ｌ－Ｌａ－Ｌｂ数据区块，ＢＰＤＵ导头中定义变量ｌａ和ｌｂ；第二步，ＦＰＧＡ接收外部输入数据并将数据存入数据缓存器ＦＩＦＯ中，同时记录存入的数据量；第三步，ＦＰＧＡ从ＦＩＦＯ中读出数据，并将数据填充到第一步生成的ＡＯＳ格式编排数据帧内组帧；（１）ＦＰＧＡ根据当前的ＦＩＦＯ的空／非空状态将数据写入到ＡＯＳ格式编排程序中的ＶＣＤＵ数据单元区不同的数据区块中，若当前ＦＩＦＯ为非空，则进行（２），若当前ＦＩＦＯ的状态为空，则进行（５）；（２）ＦＰＧＡ从ＦＩＦＯ读出的正程数据，填充到ＶＣＤＵ数据单元区的Ｌａ数据区块中，同时ＢＰＤＵ导头中的变量ｌａ记录填充的数据量，若ｌａ纪录的数据量满Ｌ字节长度后，则进入（７），如果正程数据填充完，ｌａ纪录的数据量不满Ｌ字节长度，则进入（３），Ｌ为ＶＣＤＵ数据单元区按字节计算的长度；（３）正程数据结束，逆程开始，后续时间写无效数据到ＶＣＤＵ数据单元区的Ｌｂ数据区块中，同时变量ｌｂ记录填充的数据量，当ｌａ＋ｌｂ满足Ｌ字节长度后，则进行（７），若ｌａ＋ｌｂ不满Ｌ字节长度，则进入（４）；（４）逆程数据结束，新的正程开始，后续时间写新的正程数据到ＶＣＤＵ数据单元区的Ｌ－Ｌａ－Ｌｂ数据区块中，同时从Ｌ－ｌａ－ｌｂ减计数，直到为０，进入（７）；（５）ＦＰＧＡ将当前逆程数据填入ＶＣＤＵ数据单元区的Ｌｂ数据区块中，同时变量ｌｂ记录填充的数据量，若ｌｂ纪录的数据量满足Ｌ字节长度后，则进入（７），若ｌｂ纪录的数据量不满足Ｌ时，则进入（６）；（６）逆程数据结束，正程开始，后续时间写正程数据到ＶＣＤＵ数据单元区的Ｌ－Ｌａ－Ｌｂ数据区块中，同时开始从Ｌ－ｌａ－ｌｂ减计数，直到为０，进入（７）；（７）ＡＯＳ帧格式填充数据完成，并形成差错控制域数据，一帧数据组帧完成；第四步，将按照ＡＯＳ格式编排组帧的数据传输到后续设备。...

【技术特征摘要】
一种基于AOS编码的数据传输方法，其特征在于通过以下步骤实现第一步，在FPGA中按照工作时钟频率连续生成AOS格式编排数据帧，AOS格式编排数据帧的格式为同步字、版本号、VCDU标识符、VCDU计数器、虚拟信道数据、信号域、VCDU插入区、BPDU导头、VCDU数据单元区和VCDU差错控制域，其中VCDU数据单元区分为La、Lb和L-La-Lb数据区块，BPDU导头中定义变量la和lb；第二步，FPGA接收外部输入数据并将数据存入数据缓存器FIFO中，同时记录存入的数据量；第三步，FPGA从FIFO中读出数据，并将数据填充到第一步生成的AOS格式编排数据帧内组帧；(1)FPGA根据当前的FIFO的空/非空状态将数据写入到AOS格式编排程序中的VCDU数据单元区不同的数据区块中，若当前FIFO为非空，则进行(2)，若当前FIFO的状态为空，则进行(5)；(2)FPGA从FIFO读出的正程数据，填充到VCDU数据单元区的La数据区块中，同时BPDU导头中的变量la记录填充的数据量，若la纪录的数据量满L字节长度后，则进入(7)，如果正程数据填充完，la纪录的数据量不满L字节长度，则进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，朱红，张文凯，张景阳，
申请(专利权)人：西安空间无线电技术研究所，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]